La start-up C12 s’appuie sur le CEA pour pré-industrialiser son processeur quantique à base de nanotubes de carbone

La deeptech française C12 Quantum Electronics veut passer des paillasses de laboratoire aux équipements industriels de la salle blanche du CEA-Leti, à Grenoble. L'objectif ? Pré-industrialiser sa technologie de bits quantiques à base de nanotubes de carbone intégrés sur des wafer en silicium.

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La start-up C12 s’appuie sur le CEA pour pré-industrialiser son processeur quantique à base de nanotubes de carbone
Premières puces de C12 produites par le CEA.

Dans le paysage du calcul quantique, la start-up française C12 Quantum Electronics est une curiosité. Face aux technologies en compétition (supraconducteurs, atomes froids, ions piégés, photons, silicium...), Pierre et Matthieu Desjardins, les frères jumeaux co-fondateurs, ont décidé de faire cavalier seul et de fabriquer leurs bits quantiques (qubits) à partir d’électrons piégés par des nanotubes de carbones, qui sont ensuite intégrés sur des wafers de silicium de 200 mm à l’aide de procédés dits « complementary metal oxide semiconductor » (CMOS), bien connus dans l’industrie des semi-conducteurs.

Seul, plus tout à fait, puisque les deux anciens de l’Ecole polytechnique viennent de signer un partenariat avec le CEA, annoncé le 23 mars, pour fabriquer ces puces quantiques à plus grandes échelles en vue d‘une industrialisation future. « C12 a démontré en laboratoire une technologie de calcul quantique qui semble prometteuse, lance Thomas Signamarcheix, vice-président responsable du développement stratégique du CEA-Leti, interrogé par Industrie & Technologies. Ses fondateurs ont aujourd’hui sollicité le CEA pour passer à l’échelle. »

« Technologie prometteuse » car « crédible » et « industrialisable »

Par « technologie prometteuse », Thomas Signamarcheix entend « crédible vis à vis de la physique quantique » et, surtout, « industrialisable, puisqu’elle s’appuie en partie sur des procédés semi-conducteurs largement éprouvés ». Et pour lesquels le CEA-Leti, l’un des spécialiste, mettra à disposition « une cinquantaine d’équipements de pré-production aux standards de l’industrie micro-électronique, qui sont installés dans notre salle blanche, à Grenoble », ajoute-t-il.

Concrètement, les nanotubes de carbones seront assemblés mécaniquement par C12 sur des puces semi-conductrices fabriquées par le CEA-Leti. Par ailleurs, il s’agit aussi pour C12 de mandater le CEA pour répondre à des problème ciblés auxquels la start-up fait face « pour calibrer, contrôler et lire les qubits », indique un communiqué.

Un prototype attendu pour 2024

Cette « collaboration bilatérale », comme l’appelle Thomas Signamarcheix, permettra aussi « d'approfondir l'intégration de matériaux innovants pour optimiser les propriétés des qubits hébergés dans des nanotubes de carbone, et inclut la poursuite de travaux sur la conception et la fabrication de puces multi-qubits », complète le communiqué. Un prototype final est attendu pour 2024.

« Ce partenariat est une étape clé pour notre société, s’enthousiasme Pierre Desjardins, PDG de C12, dans le communiqué. Nous allons passer d’un processus de fabrication académique à un processus de fabrication de qualité industrielle, ce qui représentait un défi majeur à relever. Grâce au CEA, nous bénéficierons de puces de meilleure qualité et produite en volume plus important. Nous préparons désormais l'industrialisation de nos puces. »

« Le CEA sera impliqué dans le transfert de technologie »

Une industrialisation pour laquelle, « à l’heure actuelle, tous les scénarios sont possibles », assure le vice-président du CEA-Leti. « A terme, la start-up pourra très bien produire sa technologie elle-même ou la transférer à une autre unité de production. Ce qui est sûr, c'est que le CEA sera impliqué dans le transfert de la technologie. »

Issue d’un projet mené au Laboratoire de physique de l’ENS Paris (LPEN), la technologie développée par les équipes de Matthieu Desjardins a déjà permis à C12 Quantum Electronics de lever 10 millions de dollars en amorçage en juin 2021. Le CEA développe lui aussi, en interne, une technologie de qubits sur silicium qui s’appuie, cette fois-ci entièrement, sur l’industrie des semi-conducteurs.

« Pour la technologie de C12 comme pour celle du CEA, nous n’avons pas les mêmes doutes sur le passage à l’échelle que pour la filière supraconductrice, aujourd’hui dominante, conclut Thomas Signamarcheix. Nous savons que l’industrie est mature et que l’on pourrait passer rapidement à de nombreux qubits. En revanche, nous sommes moins avancés sur la démonstration des mécanismes physiques . » Il est aujourd’hui temps de rattraper ce retard.

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