Illustration de deux bits quantiques fabriqués à partir de transistors au germanium pour un ordinateur quantique. Crédit :QuTech
Les transistors à base de germanium peuvent effectuer des calculs pour les futurs ordinateurs quantiques. Cette découverte par l'équipe de Menno Veldhorst est rapportée dans La nature .
Le développement de l'informatique quantique semble aller très vite. Les éléments constitutifs d'un tel ordinateur sont ce qu'on appelle les bits quantiques. Au cours des deux dernières décennies, des chercheurs du monde entier ont étudié des systèmes nouveaux et existants pour fonctionner comme des bits quantiques, y compris les transistors. Ces minuscules commutateurs sont présents par milliards sur les puces de nos ordinateurs, téléphones et télévisions.
"Nous travaillons depuis un certain temps avec des transistors comme éléments constitutifs d'un ordinateur quantique, maintenant, " dit Nico Hendrickx, premier auteur et Ph.D. étudiant à QuTech. "Jusqu'à maintenant, cependant, il n'a pas été possible d'effectuer des calculs quantiques en utilisant uniquement des transistors. D'autres éléments étaient nécessaires, également, et cela a fourni une limitation pour la mise à l'échelle. Nous montrons maintenant qu'un seul transistor peut fonctionner comme un bit quantique en utilisant du germanium."
1947
"Le tout premier transistor de 1947 était en germanium. Toute la révolution des semi-conducteurs, et donc nos téléphones portables et tous les autres appareils électroniques, pourrait, en théorie, ont été à base de germanium au lieu de silicium, " déclare le chercheur principal Menno Veldhorst. " Après tout, on savait en 1947 que le germanium avait en fait de meilleures propriétés en tant que semi-conducteur que le silicium. Mais il s'est avéré qu'il y avait des difficultés dans la fabrication, qui a fait du silicium le matériau de choix pour l'industrie des semi-conducteurs."
L'équipe du labo (de haut en bas, de gauche à droite) :Menno Veldhorst, Amir Sammak, Giordano Scappucci, Nico Hendrickx et David Franke. Crédit :Ernst de Groot pour QuTech
Plate-forme
"Nous savions aussi déjà que le germanium pouvait être un excellent matériau pour fabriquer des bits quantiques, mais les défis de la fabrication sont longtemps restés un goulot d'étranglement, " dit Hendrickx. " Nous avons maintenant résolu ces problèmes, et après ça, c'est allé très vite. Dans l'article de La nature , nous montrons que nous pouvons effectuer des calculs quantiques fiables et extrêmement rapides avec le germanium."
"Cela signifie que le germanium a mûri en environ un an, de la construction du matériau à une plate-forme sur laquelle des calculs quantiques peuvent être effectués, " dit Veldhorst. Cette évolution est d'une rapidité sans précédent, et c'est extrêmement prometteur sur la voie d'un ordinateur quantique fonctionnel."
Des groupes de recherche du monde entier développent le germanium comme matériau pour les bits quantiques. « QuTech est le leader dans ce domaine. Nous avons rapidement développé la technologie quantique du germanium et sommes optimistes quant aux possibilités de mise à l'échelle. En outre, nous cherchons déjà comment nous pouvons collaborer avec des partenaires de l'industrie, avec le grand avantage que nos méthodes s'intègrent bien avec la technologie existante qui a servi de base à notre ère actuelle de l'information, " conclut Veldhorst.
