Saut quantique vers l’informatique de nouvelle génération
Par Benje le jeudi, mai 13 2010, 21:48 - Nouvelles Scientifiques - Lien permanent
Source: Université McGill (William Raillant-Clark, Service des relations avec les médias - Tél.: 514-398-2189)
Des physiciens de l’Université McGill de Montréal ont élaboré un système pour mesurer l’énergie résultant de l’ajout d’électrons à des nanocristaux semi-conducteurs ou points quantiques: une technologie susceptible de révolutionner l’informatique et plusieurs disciplines scientifiques. Le professeur Peter Grütter, vice-doyen (recherche et formations de 2e/3e cycles) à la Faculté des sciences de McGill, explique que son équipe de recherche a mis au point un capteur de force, également appelé capteur cantilever, qui permet simultanément l’extraction et l’ajout d’électrons à un point quantique, de même que la mesure de l’énergie dégagée au cours de cette opération.
La possibilité de mesurer l’énergie à des niveaux
infinitésimaux est une étape importante dans l’élaboration de composés
qui seront éventuellement appelés à remplacer les puces en silicium des
ordinateurs et feront la marque de l’informatique de nouvelle
génération. Actuellement, les ordinateurs fonctionnent à l’aide de
processeurs munis de transistors en mode actif ou inactif (conducteurs
et semi-conducteurs), alors que l’informatique quantique permet aux
processeurs de travailler dans différents états, ce qui augmente
considérablement leur vitesse de traitement, tout en réduisant leur
taille de manière importante.
Le terme "quantum" désigne la quantité minimale d’une grandeur physique pouvant
séparer deux valeurs de cette grandeur. La connaissance de ces niveaux
d’énergie permet aux scientifiques de comprendre et de définir les
propriétés électroniques des systèmes à échelle nanométrique qu’ils
conçoivent.
"Nous caractérisons les propriétés de transport optique et électronique", explique le professeur
Grütter. "Cette étape est essentielle à l’élaboration de composés
susceptibles de remplacer les puces en silicium des ordinateurs
contemporains."
Les principes électroniques des nanosystèmes déterminent également leurs
propriétés chimiques, si bien que les travaux des chercheurs pourraient
tout à fait déboucher sur des processus chimiques qui soient à la fois
plus écologiques et moins énergivores. Cette technologie pourrait par
exemple être appliquée aux systèmes d’éclairage, en utilisant des
nanoparticules pour améliorer leur efficacité énergétique. "Nous pensons
que cette méthode aura de nombreuses applications importantes en recherche fondamentale et appliquée", explique Lynda Cockins du Département de physique de
McGill.
Le principe de ce capteur cantilever est relativement simple: "Le
cantilever mesure environ 0,5 mm (soit l’épaisseur d’un ongle). Il
s’agit grosso modo d’un oscillateur harmonique amorti très simple,
l’équivalent mathématique d’une balançoire pour enfant que l’on pousse",
explique le professeur Grütter. "Le signal que nous mesurons est
l’amortissement du cantilever, ce qui équivaut à la force nécessaire
pour pousser l’enfant sur la balançoire afin qu’il se maintienne à une hauteur constante. Il
s’agit de “l’amplitude d’oscillation”."
Cette recherche, dont les résultats ont été publiés en ligne sur le site
de la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, a
été menée en collaboration avec les professeurs Aashish Clerk, Yoichi
Miyahara et Steven D. Bennett du Département de physique de McGill et
des chercheurs de l’Institut des sciences des microstructures du Conseil
national de recherches du Canada. Elle a bénéficié d’une subvention du Conseil de recherches en sciences naturelles et
en génie du Canada, du Fonds québécois de la recherche sur la nature et
les technologies, d’une bourse d’études Carl Reinhardt et de l’Institut
canadien de recherches avancées.