Une première mondiale : une puce informatique qui transmet les données par des ondes sonores plutôt que par des électrons

Bienvenue dans un nouveau monde de langage informatique codé par le son.

La puce qui contrôle les ondes acoustiques. Linbo Shao/Harvard SEAS

Des chercheurs de Harvard ont contrôlé et modulé des ondes acoustiques, ou ondes sonores, à l’aide d’un champ électrique dans une puce informatique pour la première fois, révèle un communiqué de presse.

Cette nouvelle percée pourrait avoir de vastes implications dans les domaines de l’informatique quantique et de l’informatique classique, qui repose généralement sur la transmission de données par des électrons.

Des chercheurs de Harvard mettent au point une nouvelle puce à ondes sonores

En règle générale, les puces informatiques classiques transmettent et traitent les données en modulant les électrons. Cela se fait par l’intermédiaire de transistors qui codent les données dans le langage informatique des uns et des zéros – l’un étant représenté par le courant fort et l’autre par le courant faible.

Les puces photoniques, quant à elles, modulent les photons – particules de lumière – avant de les envoyer dans des composants appelés guides d’ondes qui transmettent les données. La puce à ondes sonores de l’équipe de Harvard fonctionne davantage comme une puce photonique, bien qu’elle ajoute quelques avantages supplémentaires au mélange.

Les ondes acoustiques sont plus lentes que les ondes électromagnétiques de même fréquence. Mais ce n’est pas nécessairement une mauvaise chose, selon l’équipe à l’origine de ce nouveau dispositif. En effet, les ondes acoustiques courtes sont faciles à confiner dans des structures nanométriques et elles ont de fortes interactions avec le système dans lequel elles sont confinées. Cela pourrait les rendre très utiles pour les applications classiques et quantiques.

“Les ondes acoustiques sont prometteuses en tant que supports d’information sur puce pour le traitement de l’information classique et quantique, mais le développement de circuits intégrés acoustiques a été entravé par l’incapacité à contrôler les ondes acoustiques de manière évolutive et à faible perte”, a déclaré Marko Loncar, professeur d’ingénierie électrique Tiantsai Lin à SEAS et auteur principal d’une nouvelle étude publiée dans Nature Electronics.

“Dans ce travail, nous avons montré que nous pouvons contrôler les ondes acoustiques sur une plateforme intégrée en niobate de lithium, ce qui nous rapproche un peu plus d’un circuit intégré acoustique.”

Des ondes acoustiques pour le calcul quantique et classique

Loncar et ses collègues ont utilisé le niobate de lithium pour construire un modulateur électro-acoustique sur puce qui contrôle les ondes acoustiques sur la puce. Le modulateur applique un champ électrique pour contrôler la phase, l’amplitude et la fréquence des ondes sonores.

“Ce travail fait progresser l’utilisation des ondes acoustiques pour le calcul quantique et classique”, a déclaré Linbo Shao, ancien étudiant diplômé et boursier postdoctoral au SEAS, et premier auteur de l’article.

“Les dispositifs acoustiques précédents étaient passifs, mais maintenant nous disposons de la modulation électrique pour régler activement les dispositifs acoustiques”, a-t-il poursuivi, “ce qui permet de nombreuses fonctionnalités dans le développement futur du traitement des signaux micro-ondes en utilisant ces types de dispositifs acoustiques”.

Les chercheurs ont également pour objectif de construire des circuits à ondes acoustiques et des systèmes quantiques plus complexes et de grande taille. Selon M. Shao, les travaux de l’équipe “ouvrent la voie à des dispositifs et des circuits à ondes acoustiques de haute performance pour le traitement des signaux micro-ondes de la prochaine génération, ainsi qu’à des réseaux quantiques sur puce et à des interfaces reliant différents types de systèmes quantiques”.

Bien qu’il s’agisse de tout un programme, tout cela pourrait s’avérer utile plus tôt que prévu. Au début du mois, la société Silicon Quantum Computing, basée à Sydney, a construit le premier circuit intégré d’ordinateur quantique en silicium fabriqué à l’échelle atomique. Peu après le dévoilement de ce circuit, la fondatrice et directrice de la société, Michelle Simmon, a déclaré que les produits commerciaux d’informatique quantique pourraient être disponibles dans cinq ans environ. Bien que cela ne soit en aucun cas garanti, nous sommes sans aucun doute à l’aube de la révolution tant annoncée de l’informatique quantique.

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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche