Robert Wolkow n'est pas étranger à la maîtrise de l'ultra-petit et de l'ultra-rapide. Pionnier de la science à l'échelle atomique avec un record du monde Guinness en plus (pour une aiguille avec un seul atome à la pointe), L'équipe de Wolkow, avec des collaborateurs du Max Plank Institute de Hambourg, viennent de publier des résultats qui détaillent comment créer des commutateurs atomiques pour l'électricité, beaucoup plus petit que ce qui est actuellement utilisé.

Qu'est-ce que tout cela veut dire? Avec des applications pour des systèmes pratiques comme l'électronique à semi-conducteurs en silicium, ça veut dire plus petit, plus efficace, des ordinateurs plus économes en énergie, comme un exemple de la révolution technologique qui se déroule sous nos yeux (si vous pouvez loucher aussi fort).

"C'est la première fois que quelqu'un voit une commutation d'un canal à un seul atome, " explique Wolkow, professeur de physique à l'Université de l'Alberta et agent de recherche principal à l'Institut national de nanotechnologie du Canada. "Vous avez entendu parler d'un transistor - un interrupteur pour l'électricité - eh bien, nos commutateurs sont presque cent fois plus petits que les plus petits du marché aujourd'hui."

Les plus petits transistors d'aujourd'hui fonctionnent au niveau de 14 nanomètres, qui représente encore des milliers d'atomes. Wolkow et son équipe de l'Université de l'Alberta, NINT, et son spin-off QSi, ont réduit la technologie à quelques atomes seulement. Étant donné que les ordinateurs sont simplement une composition de nombreux interrupteurs marche/arrêt, les résultats ouvrent la voie non seulement à une informatique polyvalente ultra-efficace, mais également à une nouvelle voie vers l'informatique quantique.

"Nous utilisons cette technologie pour fabriquer de l'ultra-vert, ordinateurs à usage général économes en énergie, mais aussi pour faire avancer le développement des ordinateurs quantiques. Nous construisons l'électronique la plus économe en énergie jamais conçue, consommant environ mille fois moins d'énergie que l'électronique d'aujourd'hui."

Bien que la nouvelle technologie soit petite, le potentiel sociétal, économique, et l'impact environnemental de la découverte de Wolkow est très important. Aujourd'hui, nos appareils électroniques consomment plusieurs pour cent de l'électricité mondiale. Alors que la taille de l'empreinte énergétique de l'économie numérique augmente, la conservation des matériaux et de l'énergie devient de plus en plus importante.

Wolkow dit qu'il y a des avantages surprenants à être plus petit, à la fois pour les ordinateurs normaux, et, pour les ordinateurs quantiques aussi. "Les systèmes quantiques se caractérisent par leur emprise délicate sur l'information. Ils sont très facilement perturbés. Fait intéressant cependant, plus le système devient petit, moins de bouleversements. » Par conséquent, Wolkow explique, vous pouvez créer un système qui est à la fois incroyablement petit, utilisant moins de matière et utilisant moins d'énergie, tout en conservant l'information juste.

Lorsque la nouvelle technologie sera pleinement développée, cela conduira non seulement à une empreinte énergétique plus faible, mais aussi à des systèmes plus abordables pour les consommateurs. "C'est assez incroyable quand tout s'assemble, " dit Wolkow.

Wolkow est l'une des rares personnes au monde à parler de fabrication à l'échelle atomique et pense que nous assistons au début de la révolution à venir. Lui et son équipe ont travaillé avec le leader de l'industrie à grande échelle Lockheed Martin comme point d'entrée sur le marché.

"C'est quelque chose dont tu n'entends même pas encore parler, mais la fabrication à l'échelle atomique va changer le monde. Les gens pensent que ce n'est pas tout à fait faisable mais, mais nous fabriquons déjà régulièrement des choses à partir d'atomes. Nous ne le faisons pas simplement parce que. Nous le faisons parce que les choses que nous pouvons fabriquer ont des propriétés toujours plus désirables. Ils ne sont pas seulement plus petits. Ils sont différents et meilleurs. Ce n'est que le début de ce qui sera au moins un siècle de développements dans la fabrication à l'échelle atomique, et ce sera transformationnel."

"Time Resolved Single Dopant Charge Dynamics in Silicon" est paru dans l'édition du 26 octobre de Communication Nature , une revue en libre accès du groupe Nature, publications scientifiques de premier plan.