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Un transistor à un atome pour un ordinateur quantique

Par - Source: Tom's Hardware FR | B 1 commentaire

Les chercheurs de l’Université de la Nouvelle-Galles-du-Sud en Australie ont montré le premier transistor n’utilisant qu’un seul atome placé dans un cristal de silicium et fabriqué avec une extrême précision. Leurs résultats, qui nous rapprochent de l’informatique quantique, ont été publiés dans la revue Nature Nanotechnology. Ces découvertes offrent des modèles et des informations sur le fonctionnement et la fabrication de transistors sur un atome. L’Université a publié une vidéo sur YouTube qu’il est possible de visionner ci-dessous.

L’informatique quantique se rapproche

Selon les chercheurs, les transistors à un atome seront une nécessité d’ici 2020. À cette date, l’ITRS estime que les fondeurs graveront en moyenne en 10 nm. Les universitaires australiens s’étaient démarqués il y a deux ans en publiant, dans la même revue, le plus petit transistor au monde composée de seulement sept atomes placés dans un cristal de silicium.

Ils continuent donc leurs projets de recherche et sont maintenant arrivés à produire un transistor à un atome avec une grande précision. Concrètement, ils ont trouvé le moyen de placer l’atome à un endroit précis dans le cristal, ce qui est essentiel pour le développement d’ordinateurs quantiques. Le qubit, la plus petite unité d’information quantique, repose souvent sur le spin des électrons. Or, il est impossible de déterminer ou influencer le mouvement angulaire des électrons si l’on ne peut pas connaître la position de l’atome avec précision. Auparavant, la fabrication de ce genre de transistor était aléatoire et il fallait analyser plusieurs éléments avant d’isoler un transistor fonctionnel. Ces recherches se distinguent aussi par le fait qu’elles ne tentent pas de remplacer le silicium (cf. « Après le transistor en silicium »).

Une meilleure compréhension du transistor à un atome.

La structure utilise un atome de phosphore placé entre deux électrodes (source et drain) fabriquées à l’échelle atomique. Le fonctionnement de la grille repose sur les forces électrostatiques. Les motifs sont gravés à l’aide d’un procédé lithographique et le tout est couvert par une couche d’hydrogène. Le bout d’un microscope à effet tunnel va ensuite retirer certains atomes d’hydrogène. Une réaction chimique incorpore enfin l’atome de phosphore dans la surface en silicium. Ces travaux permettent d’envisager le dépassement des limites physiques des structures classiques (cf. « Miniaturisation des transistors et agrandissement des wafers : comprendre les enjeux technologiques »).

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  • pierrre38 , 21 février 2012 09:26
    2020, c'est peut-être un peu optimiste. La partie la plus délicate semble être celle où il faut retirer des atomes d'hydrogène. Comment faire ça de manière industrielle ? Ca risque de prendre du temps