Le CEA-Leti et l’Institut de Nanosciences et Cryogénie ont mis au point un substrat pouvant servir de support à la production industrielle de concrétisations des bits quantiques, ces composants fondamentaux des calculateurs quantiques aux performances supérieures aux calculateurs classiques utilisant, eux, les bits à valeur 0 ou 1.

Le CEA-Leti et l’Institut de Nanosciences et Cryogénie (Inac) ont mis au point un substrat pouvant servir de support à la production industrielle de concrétisations des bits quantiques, ces éléments fondamentaux des calculateurs quantiques aux performances supérieures aux calculateurs classiques utilisant les bits à valeur 0 ou 1.

Les chercheurs en question ont réussi à obtenir sur des plaques en silicium (wafers), une fine couche d’isotope 28 de silicium. Or, les bits quantiques fabriqués à partir du silicium 28 présentent une meilleure fidélité que les bits quantiques fabriqués à partir du silicium naturel, c’est-à-dire qu’ils génèrent moins d’erreurs de calcul que ces derniers. En effet, le silicium naturel contient 4,67% d’isotope 29 de silicium, un isotope qui crée des perturbations.

« Nous avons créé, sur des plaques de silicium appauvri en isotope 29, une couche d’épaisseur quelque 30nm à teneur en silicium 29 inférieure à 0,006% et à surface suffisamment lisse pour subir, dans de bonnes conditions, les dépôts de matériaux successifs, nécessaires à la fabrication de composants », explique Marc Sanquer de l’Inac. Dans la pratique, la couche de 30nm en question a été obtenue à partir d’un dépôt chimique en phase vapeur (CVD) pratiqué sur un wafer de silicium de diamètre 300mm.

« La prochaine étape consistera à réaliser sur de tels substrats, des qbits dont la fidélité devrait être nettement supérieure à celle de qbits précédemment obtenus sur silicium naturel. Et ce toujours au plus près du standard industriel », a déclaré, quant à lui, Louis Hutin (CEA-Leti).
Ces recherches sont menées dans le cadre du programme européenne Flagship On Quantum Technology.

Dans un calculateur classique, les bits – unités de calcul élémentaires – ne peuvent prendre que deux valeurs : 0 ou 1. Alors que dans un ordinateur quantique, les bits quantiques, dits qbits, peuvent prendre plusieurs valeurs différentes et même plusieurs valeurs en même temps. Un ordinateur quantique permet un calcul simultané de plusieurs valeurs de qbits, ce qui augmente sensiblement la capacité de calcul de cet appareil en comparaison d’un ordinateur traditionnel.