Avantages :
1. Processus de fabrication matures : Le silicium est le matériau le plus utilisé dans l’industrie des semi-conducteurs et ses processus de fabrication sont bien établis et hautement raffinés. Cela pourrait potentiellement permettre l’intégration de dispositifs quantiques avec les technologies existantes basées sur le silicium.
2. Intégration avec CMOS : L’un des principaux avantages de l’utilisation du silicium pour l’informatique quantique est la possibilité d’intégrer des dispositifs quantiques avec la technologie classique CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Cette intégration pourrait permettre le développement de systèmes hybrides classiques-quantiques et fournir un meilleur contrôle et une meilleure lecture des états quantiques.
Défis :
1. Défauts de matériaux et bruit : Le silicium, étant un élément relativement abondant, est sujet à des défauts matériels et à des impuretés qui peuvent introduire du bruit et de la décohérence dans les systèmes quantiques. Ces imperfections peuvent perturber les états quantiques délicats et limiter les temps de cohérence des qubits, qui sont cruciaux pour effectuer des opérations quantiques fiables.
2. Manque de propriétés de spin intrinsèques : Contrairement à certains matériaux comme l’arséniure de gallium (GaAs) ou certains métaux de transition, le silicium manque de fortes propriétés de spin intrinsèques. Cela signifie qu’il est plus difficile de créer des spins dans le silicium pouvant servir de qubits. Les qubits de spin sont souvent préférés en informatique quantique en raison de leurs longs temps de cohérence et de leur robustesse face à certains types de bruit.
3. Évolutivité limitée : Bien que le silicium soit un matériau bien établi, la mise à l’échelle des dispositifs quantiques vers des nombres de qubits plus importants reste un défi. La présence de défauts et la difficulté de contrôler les qubits peuvent entraver l’évolutivité des systèmes quantiques basés sur le silicium.
4. Fidélité de porte : Réaliser des opérations quantiques haute fidélité, telles que des portes à un seul qubit et des portes intriquantes à deux qubits, est crucial pour l'informatique quantique. Les qubits à base de silicium ont rencontré des difficultés pour atteindre des fidélités de porte comparables à celles d'autres plates-formes de qubits.
En conclusion, si le silicium offre certains avantages, il présente également des défis importants pour l’informatique quantique. Les recherches et avancées en cours dans les techniques de purification des matériaux, l’ingénierie des défauts et les nouvelles architectures de dispositifs visent à relever ces défis et à explorer tout le potentiel du silicium pour l’informatique quantique. À mesure que le domaine de l’informatique quantique continue d’évoluer, d’autres matériaux et plates-formes sont également étudiés pour repousser les limites du traitement de l’information quantique.
