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La première puce hybride entre photonique, électronique et quantique. Photo : Université de Boston . |
Selon une étude publiée dans Nature Electronics , des chercheurs de l'Université de Boston, de l'Université de Californie à Berkeley et de l'Université Northwestern ont réalisé une avancée majeure en créant une « usine de lumière quantique » miniaturisée sur une puce de silicium de 1 mm2.
Plus singulier encore, cette puce particulière est construite à l'aide d'un processus de fabrication CMOS standard de 45 nm, le même que celui utilisé pour les processeurs populaires comme x86 et ARM, rapprochant ainsi le matériel quantique du monde de la production de masse.
En outre, cette avancée pourrait ouvrir la voie à un calcul quantique évolutif qui ne nécessite pas de configurations sur mesure, mais s’appuie plutôt sur des techniques de production de masse.
Tom's Hardware compare la puce à un prototype d'une future ligne de fabrication quantique, avec 12 minuscules anneaux de silicium appelés « résonateurs à micro-anneaux ».
Chaque anneau actif agit comme un générateur de paires de photons aux propriétés quantiques uniques. Ces paires de photons sont essentielles à de nombreuses technologies quantiques, mais leur production nécessite généralement des installations de laboratoire fragiles. Grâce à cette nouvelle découverte, elles peuvent être créées directement sur une puce, du bout des doigts.
Il convient également de noter que la puce génère non seulement de la lumière quantique, mais contribue également à maintenir cette lumière stable.
Les résonateurs à micro-anneaux sont robustes mais instables. De légères variations de température ou de caractéristiques de fabrication peuvent les désaccorder et interrompre le flux de photons.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont intégré un système de rétroaction directement dans la puce, chaque résonateur étant doté d'une minuscule photodiode pour surveiller les performances, ainsi que d'éléments chauffants miniatures et de circuits de contrôle qui effectuent des ajustements instantanés.
Cette approche d’auto-réglage permet aux 12 résonateurs de fonctionner ensemble en parfaite synchronisation, sans avoir besoin d’un équipement de stabilisation encombrant.
« Il s'agit d'une étape modeste, mais importante. Elle démontre qu'il est possible de construire des systèmes quantiques stables et reproductibles dans un environnement de production industrielle », a déclaré Miloš Popović, professeur associé à l'Université de Boston et co-auteur de l'étude.
Source : https://znews.vn/sieu-chip-lai-giua-quang-tu-dien-tu-va-luong-tu-post1570960.html
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