Des chercheurs australiens et américains dirigés par Michelle Simmons au Centre d'informatique quantique de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud, à Sydney (Australie)
ont réussi à mettre au point un nanofil, constitué de silicium et de phosphore, large de quatre atomes et haut d'un seul. Les chercheurs sont parvenus à positionner avec une précision sans précédent l'atome de phosphore, matériau de prédilection des puces informatiques. Et, pour y parvenir ils ont combiné des techniques déjà utilisées dans la production industrielle de semi-conducteurs classiques avec un microscope dit "à effet tunnel" (*).
Les tests réalisés par l'équipe de Michelle Simmon sont confirmé que l'atome de phosphore jouait bien le rôle d'un transistor, comme ceux qui sont utilisés en électronique classique. Ce tour de force expérimental réside dans l'extrême précision, supérieure à un demi-nanomètre -sachant qu'un nanomètre est un million de fois plus petit qu'un millimètre! Un progrès remarquable car, souligne les chercheurs, « jusqu'à présent, la précision obtenue pour de telles opérations était de l'ordre de 10 nanomètres, une marge d'erreur encore bien trop importante à l'échelle atomique ».
Une approche qui pourrait être utilisée dan sles ordinateurs quantiques
Cet atome peut servir par exemple d'interrupteur ou d'amplificateur d'un signal électrique; mieux encore, ce transistor atomique conserverait une partie de ses propriétés quantiques, ouvrant la voie à d'autres applications : « l'approche pourrait aussi être utilisée dans les ordinateurs quantiques », indique l'étude, offrant à la fois une rapidité et une puissance de calcul inégalées.
Certes il ne s'agit toutefois que d'un premier pas et, « pour arriver à construire un ordinateur (quantique), il faudra à terme placer un grand nombre de transistors atomiques » les uns à la suite des autres, explique Michèle Simmons mais les résultats obtenus sont très encourageants car, explique-t-elle, ils « démontrent qu'un dispositif constitué d'un seul atome peut en théorie être construit et contrôlé à l'aide de nanofils »
Ce nanofil est capable de conduire le courant aussi efficacement que le banal fil de cuivre des câbles électriques de nos appareils électroménagers, démontrent-ils dans une étude publiée le mois dernier dans la revue Science. Un résultat étonnant, car selon la physique quantique la résistance d'un nanofil devrait en théorie être extrême et empêcher les électrons d'y circuler librement.
Pour en savoir plus :
- sur le microscope à effet tunnel, voir le site du Commissariat à l'énergie atomique (CEA)
- Revue Nature Nanotechnolology