fr.wedoany.com Rapport : Le consortium européen des puces (Chips Joint Undertaking, Chips JU) a lancé Q-PLANET (ligne pilote de stabilité des puces quantiques), un projet de 50 millions d’euros (environ 57,2 millions de dollars) visant à fabriquer des composants de niveau industriel pour les plateformes d’informatique, de détection et de communication quantiques à atomes neutres. Coordonné par le développeur de matériel Pasqal, le projet réunit 28 organisations de recherche technologique (RTO), groupes académiques et partenaires industriels répartis dans 11 États membres de l’UE, afin de constituer une colonne vertébrale de fabrication paneuropéenne.
Ce projet repose sur un accord-cadre de coopération de six ans, visant à résoudre le goulot d’étranglement de l’extensibilité des processeurs quantiques récents en établissant des processus standardisés et reproductibles de conception et d’assemblage de semi-conducteurs. Le passage du matériel quantique à atomes neutres d’un assemblage en laboratoire sur mesure à une production en série est entravé par l’absence de boucles de contrôle de fabrication standardisées et de bases de calibration système. La mission de Q-PLANET est de combler cet écart opérationnel en concevant, fabriquant et validant des sous-systèmes matériels basés sur des puces.
Au cours de la première phase de trois ans, le consortium optimisera trois catégories principales de produits. Pour les systèmes laser sur puce, des sources et amplificateurs laser intégrés fonctionnant à quatre longueurs d’onde clés (461 nm, 698 nm, 795 nm et 1013 nm) seront fabriqués, ces longueurs d’onde étant nécessaires pour le piégeage, le refroidissement et la lecture des états des qubits à atomes neutres (tels que le strontium et l’ytterbium). Pour les puces atomiques avancées, des puces planes micro-usinées pour le confinement atomique seront conçues afin de réduire l’empreinte et le budget énergétique des unités de traitement quantique (QPU) extensibles. Pour les cellules à vapeur micro-usinées, des cellules à gaz de niveau puce, dotées d’électrodes internes et de revêtements anti-relaxation, seront développées pour soutenir les horloges atomiques, les mémoires quantiques et les capteurs de champ électromagnétique basés sur les atomes de Rydberg.
Afin d’abaisser les barrières à l’entrée sur le marché pour les start-ups et les PME, Q-PLANET formalisera ces processus de micro-usinage en kits de conception de processus (PDK) et kits de conception d’assemblage (ADK) ouverts et standardisés. Ces kits fournissent aux ingénieurs matériel des dispositions de composants pré-validées et des guides d’assemblage automatisés, découplant ainsi la conception matérielle de l’ingénierie personnalisée en salle blanche. Le consortium répartit les responsabilités de fonderie de semi-conducteurs, d’intégration logicielle et d’encapsulation entre des centres spécialisés. Pour les fonderies de nitrure de silicium (SiN), l’Université technique du Danemark (DTU) utilise son infrastructure de salle blanche comme fonderie pour les composants optiques passifs dans les bandes de 461 nm et 795 nm ; le Centre de recherche technique VTT de Finlande (VTT Technical Research Centre of Finland) exploite une ligne de fonderie et de test pour les dispositifs SiN à 1013 nm et dirige le paquet de travail sur le pigtailing actif puce-à-fibre et l’encapsulation. Pour les usines de semi-conducteurs III-V, TopGaN et l’Institut de physique des hautes pressions de l’Académie polonaise des sciences (Unipress) gèrent la conception, la caractérisation à l’échelle de la tranche et le traitement des émetteurs en nitrure de gallium pour la ligne laser bleue à 461 nm ; le laboratoire III-V fournit un support de conception et de fonderie parallèle pour les architectures à 795 nm et 1013 nm. Pour les intergiciels de contrôle et les API, iQrypto construit une API Linux standardisée et une couche d’intergiciel commune sur sa pile logicielle, offrant aux utilisateurs une interface logicielle unifiée pour interagir et gérer les modulateurs électroniques à haute vitesse et les contrôleurs d’impulsions pilotés par FPGA des composants quantiques. Pour la validation métrologique, l’Institut national de recherche métrologique italien (INRiM) est responsable des tests de vérification du bruit et de la largeur de raie pour les quatre longueurs d’onde cibles, en utilisant des filtres optiques étroits et des horloges métrologiques pour certifier les limites de performance des qubits physiques.
Les composants intégrés seront validés sur des plateformes de test actives, notamment le QPU commercial à atomes neutres de Pasqal, la plateforme de démonstration QRydDemo de l’Université de Stuttgart et les nœuds de mémoire quantique de Welinq. En évaluant les indicateurs de consommation d’énergie et les performances architecturales, le projet vise à faire passer le matériel cible du niveau de maturité technologique 4 (TRL 4) au TRL 6, validé industriellement.
