Le terme « Arctic » suggérant des températures polaires, nul doute qu'il était approprié pour désigner le nouveau projet de recherche européen dévoilé par un communiqué officiel le lundi 12 août 2024. Cette initiative se consacrera à la conception de composants photoniques et microélectroniques optimisés pour fonctionner à quelques millièmes de kelvins.
De tels dispositifs seront en premier lieu utiles à l’industrie naissante du calcul quantique, dont les qubits baignent souvent dans des cryostats où le thermomètre frise le zéro absolu. A l’heure actuelle, les systèmes électroniques de contrôle et de lecture des qubits opèrent pour l’essentiel à température ambiante et s’interfacent à distance avec les qubits par l’intermédiaire de câbles longs et encombrants.
L’idée est de les miniaturiser et de les intégrer aux cryostats pour faciliter l’ingénierie et la mise à l’échelle des calculateurs quantiques, dont l’intérêt ne se fera sentir qu’à partir de plusieurs milliers de qubits. La chaleur transmise par les câbles, source de perturbation pour des qubits ultra-sensibles, serait de fait réduite et l’intégrité du signal, mieux préservée.
Pour en arriver là, le projet Arctic doit stimuler la mise au point de substrats et de couches minces de semi-conducteurs à faible perte, compatibles avec les températures cryogéniques. De nouvelles approches de simulation et de nouveaux processus de fabrication seront étudiés. Globalement, l’objectif est de doter l’Europe d’une chaîne d’approvisionnement complète pour ces matériaux et ces technologies.
Un budget de 34,6 millions d'euros sur trois ans
Les retombées, dépassant le périmètre de l’ordinateur quantique, pourraient en outre bénéficier à d’autres applications « basse température », comme l’industrie spatiale ou encore la cryo-électronique, une piste dans le domaine du calcul intensif pour baisser la tension opérationnelle des transistors sans nuire aux performances.
Le projet Arctic, appartenant au grand programme européen Horizon Europe, bénéficiera d’un budget total de 34,6 millions d’euros, dont un peu plus de 11 millions de subventions européennes. Il est prévu pour durer trois ans, à compter du 1er avril dernier.
La plupart des participants académiques et industriels du consortium se sont réunis pour la première fois au printemps dernier en Belgique, à l’Institut de microélectronique et composants (imec), le coordinateur du projet. On en dénombre 36, dont plusieurs français : les deux deeptechs Alice&Bob et Quobly, qui conçoivent et fabriquent des calculateurs quantiques, ST Microelectronics ainsi que le CEA.
Alice&Bob s’impliquera dans le test de nouveaux amplificateurs paramétriques à ondes progressives, développés dans le cadre de ce projet, et leur comparaison avec les amplificateurs existants. Ces composants sont indispensables pour réaliser des mesures sur les qubits supraconducteurs, tels les qubits de chat d’Alice&Bob. Les chercheurs ont l'intention d’améliorer leur efficacité, dans le but de réduire à la fois l’encombrement et le coût des prochains ordinateurs quantiques.
