A l'EPFL de Lausanne, les chercheurs viennent d'annoncer une technologie capable de refroidir efficacement les ordinateurs quantique pour garantir le bon fonctionnement des qubits. "Pour effectuer des calculs quantiques, les bits quantiques (qubits) doivent être refroidis à des températures de l’ordre du millikelvin (près de -273 Celsius), afin de ralentir les mouvements des atomes et de réduire le bruit. Mais l’électronique utilisée pour gérer ces circuits quantiques produit de la chaleur, qu’il est difficile d’éliminer à des températures aussi basses. La plupart des technologies actuelles doivent donc séparer les circuits quantiques de leurs composants électroniques, ce qui entraîne du bruit et un manque d’efficacité, autant d’obstacles qui empêchent l’élaboration de systèmes quantiques de plus grande envergure en dehors du cadre du laboratoire."

Pour parvenir aux meilleures performances, il faut un refroidissement proche du 0 absolu grâce à un dispositif matériel inédit : "Ce dispositif innovant combine l’excellente conductivité électrique du graphène et les propriétés semi-conductrices du séléniure d’indium. Avec seulement quelques atomes d’épaisseur, il se comporte comme un objet bidimensionnel, et cette combinaison inédite de matériaux et de structure lui confère des performances sans équivalent."

L'équipe utilise ce que l'on appelle l'effet Nernst. "Il s’agit d’un phénomène thermoélectrique complexe qui produit une tension électrique lorsqu’un champ magnétique est appliqué perpendiculairement à un objet à température variable. La nature bidimensionnelle du dispositif du laboratoire permet de contrôler électriquement le rendement de ce mécanisme."

«Prenons l’exemple d’un ordinateur portable dans un bureau où la température est basse. L’ordinateur continuera à chauffer pendant son fonctionnement, ce qui entraînera une augmentation de la température dans la pièce. Dans les systèmes d’informatique quantique, il n’existe actuellement aucun mécanisme pour éviter que cette chaleur ne perturbe les qubits. Notre dispositif pourrait permettre ce refroidissement nécessaire», précise Gabriele Pasquale.