Intel dévoile une mini puce quantique au service de la recherche

Intel annonce aujourd’hui la sortie de Tunnel Falls, une nouvelle puce qui s’écarte considérablement de ses processeurs traditionnels : il s’agit d’une petite puce à 12 qbits qui marque une étape importante dans l’aventure quantique du fondeur. Mais pas la peine de vous ruer sur vos portefeuilles : la commercialisation n’est pas pour tout de suite. Il s’agit d’une puce consacrée à la recherche qui doit ouvrir la voie aux CPU quantiques — ou QPU, pour Quantum Processing Unit — du futur.

En règle générale, la majorité des puces quantiques sont construites à partir de minuscules éléments supraconducteurs. Ici, Intel a choisi de travailler avec du silicium; on parle alors de qubit de spin en silicium. Pour rappel, ce matériau occupe déjà une place centrale dans les transistors des composants électroniques classiques.

Des qbits à base de silicium

« Tunnel Falls est la puce de qubit de spin en silicium la plus avancée d’Intel à ce jour et s’appuie sur
des décennies d’expertise en matière de conception et de fabrication de transistors », indique Jim Clarke, directeur de la division quantique d’Intel.

L’intérêt de cette approche, c’est que cela permet au fondeur de réutiliser une partie des techniques et des outils de fabrication de pointe qu’elle peaufine depuis des années au lieu de repartir de zéro. On peut par exemple citer la telles que la lithographie dans l’ultraviolet extrême (EUV).

« Chaque dispositif de qubit est essentiellement un transistor à électron unique, ce qui permet à Intel de le fabriquer en utilisant un flux similaire à celui utilisé dans une ligne de traitement logique CMOS standard », explique le communiqué.

Cette stratégie présente un avantage énorme en termes d’échelle de production. En théorie, elle permettra à Intel de construire des composants d’informatique quantique sur ses nombreuses lignes de production déjà opérationnelles, sans devoir forcément en construire de nouvelles. De quoi augmenter considérablement le rythme de production des futurs QPU une fois que cette technologie sera mature.

L’autre avantage de Tunnel Falls, c’est la taille de ces qbits de spin en silicium. Ils mesurent à peu près la même taille qu’un transistor classique. Ils sont donc environ un million de fois plus petits que les autres types de qbits. C’est un avantage qui deviendra déterminant lorsqu’il s’agira d’en caser plusieurs milliers, voire millions sur une même puce.

Faciliter l’accès des chercheurs au hardware quantique

Pour toutes ces raisons, Intel croit dur comme fer à son approche. Et elle espère bien vanter ses mérites à toute l’industrie. « La sortie de cette nouvelle puce est la prochaine étape de la stratégie à long terme d’Intel visant à construire un système d’informatique quantique commercial complet », explique Clarke.

« Bien qu’il reste encore des questions et des défis fondamentaux à résoudre sur la trajectoire d’un ordinateur quantique tolérant aux pannes, la communauté universitaire peut désormais explorer cette technologie et accélérer le développement de la recherche », précise-t-il.

En effet, la grande majorité des établissements universitaires et des autres institutions qui ne sont pas spécialisées dans ce domaine se retrouvent bloquées. Elles n’ont généralement pas accès à des équipements de fabrication capables de produire ce genre de composant. Ce n’est pas un hasard si ce sont surtout des titans industriels, comme Microsoft, IBM ou Google, qui travaillent dessus.

Malheureusement, des tas de chercheurs pleins d’idées n’ont donc pas vraiment l’occasion d’expérimenter avec l’informatique quantique dans leurs disciplines respectives. Et dans les rares cas où d’autres institutions y parviennent, les chercheurs doivent souvent fabriquer leurs propres dispositifs. Cela nécessite du temps, des ressources et un haut niveau d’expertise. Cela ralentit évidemment les recherches sur les utilisations concrètes de cette technologie si prometteuse. Et c’est pour pallier ce problème qu’Intel a imaginé Tunnel Falls.

Démocratiser l’informatique quantique

Avec cette petite puce quantique, les chercheurs pourront passer à la phase concrète très rapidement. De quoi commencer à explorer les possibilités de l’informatique quantique sans devoir construire un laboratoire entier juste pour mettre un pied à l’étrier.

Ceux qui n’ont jamais eu l’occasion de se frotter à cette discipline pourront donc commencer à se faire la main. Ils pourront commencer à apprendre les principes fondamentaux des qbits pour acquérir une expérience pratique. Le moment venu, ils pourront ainsi l’appliquer à leurs propres travaux. Les plus expérimentés, de leur côté, pourront aussi en bénéficier. Cela leur permettra de développer de nouvelles techniques pour exploiter le potentiel de ces dispositifs à qbits multiples.

L ’objectif de cette démarche n’est donc pas seulement technique. Il s’agit surtout de poser les bases de l’industrie quantique de demain. Et pour y parvenir, la priorité est d’ouvrir les portes de cette discipline à autant de chercheurs que possible. « L’initiative vise à renforcer le développement des talents, à ouvrir les portes à de nouvelles recherches quantiques et à développer l’écosystème quantique dans son ensemble », explique le communiqué. Rendez-vous dans quelques années pour voir si cette initiative aura porté ses fruits, et si le modèle à base de silicium défendu par Intel finira par s’imposer.

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