Informatique quantique : une nouvelle technologie de refroidissement simplifie leur miniaturisation

Des chercheurs de l'entreprise VTT Technical Research Centre of Finland affirment avoir mis au point un nouveau système de refroidissement plus simple pouvant équiper des ordinateurs quantiques.

Ce système pourrait permettre la miniaturisation de ces ordinateurs, dont le processus reste un problème.

Refroidissement électronique

La miniaturisation est bien connue dans l'informatique traditionnelle, où Intel envisage même des processeurs aux gravures d'1,4 nm à l'horizon 2029. Mais le procédé pose toujours problème dans le domaine émergent de l'informatique quantique, car ces appareils nécessitent une infrastructure complexe basée sur des isotopes rares d'hélium pour assurer leur refroidissement. Ce refroidissement est pourtant indispensable pour permettre aux qubits, les bits quantiques, de conserver leurs propriétés.

Les chercheurs de la société VTT Technical Research Centre of Finland ont pourtant déclaré avoir créé un nouveau système de refroidissement basé sur l'électricité. Plus simple, il pourrait permettre de réduire la taille des encombrants systèmes de refroidissement liquide et offrir de nouvelles opportunités de miniaturisation.

Les résultats de l'expérimentation ont été publiés dans la revue Science Advances. L'équipe y déclare : « Dans ce projet, nous cherchons une nouvelle méthode pour réaliser l'isolation thermique de jonctions thermoioniques. Nous démontrons qu'une seule interface solide peut fonctionner à la fois comme un élément thermoionique efficace et une barrière de transfert de chaleur pour les phonons ». À l'aide d'une pièce en silicium uniquement reliée à d'autres composants par des contacts métalliques, et par l'envoi d'un courant électrique, l'équipe a observé une baisse de la température de cette pièce de 40 % par rapport à son environnement.

Des applications multiples

Le refroidissement électronique n'a rien de nouveau. Mais si ce dispositif semble simple, l'équipe dit avoir résolu le problème de la fuite de chaleur par les phonons rencontré jusque-là par la plupart des systèmes à refroidissement électronique. Cette nouvelle méthode plus performante trouverait ainsi des applications dans divers domaines, notamment dans l'informatique quantique.

Mika Prunnila, chercheur au sein de l'équipe, a déclaré : « Nous nous attendons à ce que cette méthode de refroidissement électronique récemment découverte puisse être utilisée dans plusieurs applications, de la miniaturisation des ordinateurs quantiques aux capteurs de rayonnement ultra-sensibles du domaine de la sécurité ».

Même écho chez les professionnels du secteur. David Gunnarsson, Directeur des ventes chez Bluefors Oy, la principale société de solutions de refroidissement pour les systèmes quantiques, a affirmé que « l'effet de refroidissement démontré peut être utilisé pour refroidir activement des circuits quantiques sur une puce de silicium ou dans des réfrigérateurs à grande échelle. Inutile de dire que chez Bluefors, nous suivons avec grand intérêt ce nouveau développement du refroidissement électrique ».

Source : Phys.org