Le silicium le plus pur au monde

Depuis de nombreuses années, les ordinateurs quantiques constituent un domaine de recherche majeur dans lequel beaucoup de temps et d’argent ont été investis. Mais la puissance de calcul et le taux d’erreur des modèles précédents laissent encore beaucoup à désirer. Entre autres choses, le matériau est utilisé sur les chantiers car il doit être très pur. Un groupe de recherche a réussi à produire le silicium le plus pur jamais réalisé. Comme le rapporte la revue spécialisée « Communication Materials », des ordinateurs quantiques pourraient être construits à grande échelle.

Les ordinateurs quantiques sont basés sur des qubits – l’équivalent des bits des ordinateurs conventionnels. Ils mesurent des volumes de données, mais peuvent stocker beaucoup plus d’états. Un ordinateur quantique composé de dix qubits a la même puissance de calcul qu’un ordinateur classique de 1024 bits. Les chercheurs estiment qu’environ un million de qubits sont nécessaires pour qu’un ordinateur quantique soit pleinement fonctionnel. Cependant, le record actuel n’est que de 1 121 qubits.

Pour que les qubits stockent des informations à long terme, ils ont besoin d’un environnement stable. Même de petites modifications – par exemple dans le matériel – peuvent entraîner une perte de données. Le silicium, sur lequel sont basées les puces informatiques conventionnelles, convient comme matériau pour les qubits. Cependant, le silicium naturel se décline en trois versions différentes avec des nombres différents de neutrons dans le noyau atomique : les isotopes ²⁸Et, ²⁹Si et ³⁰Si. L’un d’eux, à savoir ²⁹Le Si, cependant, ne convient pas aux qubits car un effet du spin nucléaire qu’il contient peut entraîner une perte de données par les qubits.

En route vers le silicium isotopiquement pur

L’équipe dirigée par Ravi Acharya de l’Université de Manchester et de l’Université de Melbourne souhaitait désormais ²⁸Rendez-le aussi pur que possible. Pour ce faire, ils ont bombardé du silicium naturel, qui est à 92,3 % ²⁸Si, 4,7% ²⁹Si et 3% ³⁰Si est constitué d’un faisceau focalisé ²⁸Si. Lors du meilleur test, leur échantillon était solide à 99,99971 % après cette procédure. ²⁸Et.

La matière ainsi enrichie n’est pas totalement pure. Le partage de ²⁹Si à 0,00023% et de ³⁰Cependant, la concentration de Si à 0,00006 % est négligeable et fait de ce matériau l’isotope de silicium le plus pur au monde à ce jour. Dans la prochaine étape, les chercheurs veulent montrer qu’ils peuvent utiliser plusieurs qubits en même temps avec leur silicium de haute pureté. Ce faisant, ils souhaitent ouvrir la voie à des ordinateurs quantiques fiables à grande échelle.