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Le transistor à un seul atome est en avance sur la loi de Moore

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Ce n'est pas le premier transistor monoatomique mais c'est la première fois qu'on en fabrique un de façon suffisamment contrôlée pour espérer passer un jour à une production industrielle. Dépassant les prédictions de la loi de Moore, la performance pourrait hâter la réalisation d'ordinateurs quantiques vraiment performants.

John Bardeen, l'un des inventeurs du transistor. © The Nobel Foundation 1956

La loi énoncée par le fondateur d'Intel, Gordon Moore, a plus de quarante ans. Son énoncé précis a varié au cours des années mais on s'accorde généralement pour dire qu'elle affirme que le nombre de transistors des microprocesseurs sur une puce de silicium double tous les dix-huit mois. Il ne s'agit-là que d'une loi empirique mais elle était assez bien vérifiée par les progrès de la technologie depuis quelques dizaines d'années.

Cette constatation pourrait cependant être remise en cause suite à une publication dans Nature Nanotechnology d'un article faisant état d'une percée dans la réalisation des transistors sur un support en silicium. Un groupe international de chercheurs, principalement australiens, vient en effet d'annoncer être en mesure de fabriquer avec précision un transistor composé d'un unique atome de phosphore sur une couche d'atomes de silicium. Ce n'est pas la première fois que l'on parvient à réaliser un transistor avec un seul atome. Mais pour fabriquer des puces, il faut pouvoir construire des réseaux de transistors réguliers sur un support.

Gordon Moore et sa loi. © Intel Corporation

Du transistor de Bardeen au transistor quantique

Une technique basée sur l'emploi d'un microscope à effet tunnel aurait donc permis aux chercheurs des universités de New South Wales, Purdue et Melbourne de vaincre les obstacles rencontrés jusqu'ici par leur collègues explorant le nanomonde. Or, comme l'un de ces chercheurs le précise dans une vidéo, la réalisation contrôlée de transistors monoatomiques est en avance sur la loi de Moore, qui la prévoyait pour 2020.

Du fait de la taille atomique de ce transistor, on atteindrait même une limite physique puisque l'on est là dans le domaine où règnent la mécanique quantique, son brouillard probabiliste et les inégalités de Heisenberg. Mais c'est aussi à ce niveau-là que des ordinateurs quantiques deviennent possibles et les chercheurs ne cachent par leur espoir d'ouvrir ainsi une nouvelle voie pour atteindre le saint Graal du supercalculateur quantique.

Comme toujours, la décohérence est le dragon à exorciser et pour beaucoup, cela tiendrait du miracle. On doit généralement refroidir à l'azote liquide les systèmes avec lesquels on veut réaliser des calculs quantiques. C'est d'ailleurs ce qu'il faut faire dans le transistor monoatomique présenté ici. Un mur de la loi de Moore a peut-être été franchi mais il n'est pas encore évident que la majorité des ordinateurs pourront en bénéficier dans les vingt ans à venir.