Ce nouveau transistor cryogénique promet des ordinateurs quantiques beaucoup plus puissants

Une avancée technologique a récemment vu le jour avec le développement d’un nouveau transistor cryogénique, capable de fonctionner à des températures extrêmement basses. Optimisé pour fonctionner à moins de 1 kelvin, ce transistor pourrait avoir un impact considérable sur l’avenir de l’informatique quantique et d’autres domaines nécessitant des conditions cryogéniques. Sa capacité à dissiper presque toute la chaleur générée et à réduire la consommation d’énergie de manière drastique pourrait transformer les ordinateurs quantiques.

Un transistor pour des températures extrêmes

Le nouveau type de transistor, appelé « transistor cryo-CMOS », représente une avancée significative dans l’électronique moderne. Développé par la société finlandaise SemiQon, ce transistor, qui représente une première mondiale, a été développé pour opérer dans des conditions cryogéniques, soit à des températures en dessous de -150 °C.

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Selon l’étude publiée en octobre sur la plateforme arXiv, ce dispositif fonctionne de manière optimale à des températures proches du zéro absolu, ce qui est nécessaire pour maintenir l’état de cohérence des qubits dans les ordinateurs quantiques. À ces températures ultra-basses, les qubits peuvent se superposer entre 0 et 1, ce qui permet aux ordinateurs quantiques d’effectuer des calculs parallèles, contrairement aux ordinateurs classiques qui traitent les données séquentiellement.

Réduction de la consommation d’énergie 

L’un des principaux avantages du transistor cryo-CMOS est sa capacité à réduire la dissipation thermique d’un facteur de 1 000 par rapport aux transistors traditionnels. En ne générant presque aucune chaleur, ce transistor réduit drastiquement la consommation d’énergie, ce qui est crucial pour les systèmes cryogéniques où la gestion de la chaleur est un défi. 

Les ordinateurs quantiques nécessitent de maintenir leurs qubits à ces températures extrêmes pour fonctionner correctement, mais les composants électroniques classiques deviennent inefficaces dans ces conditions. L’ajout de qubits à ces systèmes génère une chaleur importante, compliquant ainsi le maintien de ces températures basses et augmentant les coûts. 

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Le transistor cryo-CMOS résout ce problème en réduisant considérablement la dissipation thermique, ce qui permet de placer l’électronique de contrôle directement dans le cryostat, l’appareil qui refroidit le système. Cela ouvre la voie à des machines quantiques plus grandes, moins coûteuses et plus fiables.

Selon Himadri Majumdar, PDG de SemiQon, ce transistor capable de fonctionner à ces températures ultra-basses a un potentiel immense non seulement pour les ordinateurs quantiques, mais aussi pour des applications dans des domaines comme l’informatique à haute performance et même l’exploration spatiale. Par ailleurs, pour la première fois, des physiciens transforment un ordinateur quantique en un cristal de temps.