Un nouveau type de supraconducteur au germanium pourrait permettre d’intégrer des puces classiques et quantiques dans un seul dispositif, créant ainsi des ordinateurs quantiques meilleurs et plus fiables.
Le germanium est déjà utilisé dans les puces informatiques standards
Un supraconducteur fabriqué à partir de germanium, un matériau couramment utilisé pour fabriquer des puces informatiques, pourrait un jour créer des ordinateurs quantiques meilleurs et plus fiables.
Les supraconducteurs sont des matériaux qui conduisent l’électricité sans résistance, ce qui est utile si vous fabriquez tout type d’appareil électrique. Ils maintiennent également la cohérence quantique, ce qui est bénéfique si vous essayez de construire un ordinateur quantique utile.
Mais alors que les supraconducteurs précédents étaient généralement des matériaux inhabituels qui ne seraient pas faciles à incorporer dans des puces informatiques, Peter Jacobson de l'Université du Queensland, en Australie, et ses collègues en ont créé un à partir de germanium, déjà largement utilisé par l'industrie informatique.
Les chercheurs ont créé leur supraconducteur en infusant un film de germanium avec du gallium, un processus connu sous le nom de dopage. Des recherches antérieures allant dans ce sens ont révélé que la combinaison devenait finalement instable. Pour éviter cela, l’équipe a utilisé les rayons X pour forcer davantage de gallium dans le matériau et ainsi créer des motifs uniformes et stables.
Cependant, comme d’autres supraconducteurs connus, ce nouveau matériau ne fonctionne pas à température ambiante. Il doit être refroidi à 3,5 kelvins (-270°C/-453°F).
David Cardwell de l'Université de Cambridge affirme que le besoin du supraconducteur de températures extrêmement froides exclut son utilisation dans les appareils grand public, mais qu'il pourrait parfaitement convenir à l'informatique quantique, qui a également tendance à nécessiter un super-refroidissement.
«Cela pourrait être une transformation pour le secteur quantique», déclare Cardwell. « Cela donne un tout nouveau niveau de fonctionnalité, car de toute façon, vous avez un environnement très froid. Ce serait, je pense, le point de départ évident. »
Jacobson affirme que des travaux antérieurs consistant à superposer des supraconducteurs sur des semi-conducteurs, un composant clé des dispositifs informatiques, ont provoqué des défauts dans la structure cristalline, ce qui pose des problèmes en termes d'applications. « Le désordre est en réalité un effet parasitaire dans la technologie quantique », dit-il. « Cela provoque l'absorption de vos signaux. »
Mais le nouveau matériau permet aux couches de germanium dopé au gallium et aux couches de silicium de se superposer les unes aux autres avec une structure cristalline uniforme, permettant potentiellement la fabrication de puces fusionnant les meilleures propriétés des semi-conducteurs et des supraconducteurs.
