Processeurs quantiques silicium sur ligne pilote semi-conducteurs

Quobly et le CEA-Leti ont élargi leur coopération pour développer des architectures informatiques quantiques sur silicium en utilisant la ligne pilote FAMES pour la fabrication avancée de semi-conducteurs. Cette collaboration répond aux défis de mise à l'échelle et d'intégration de la technologie des qubits de spin sur silicium, en ciblant les applications de calcul haute performance et d'analyse de données industrielles.

Partenaires et défi opérationnel
La mise à l'échelle physique des processeurs quantiques nécessite des techniques de fabrication d'une grande précision pour isoler, contrôler et connecter les qubits individuels. Les usines de fabrication de semi-conducteurs traditionnelles à grand volume manquent souvent de la flexibilité requise pour tester des approches expérimentales de structuration sans perturber les opérations standard. Pour combler cette lacune, Quobly, un développeur d'ordinateurs quantiques sur silicium, s'associe à l'institut de recherche CEA-Leti. Cette collaboration offre un accès à la ligne pilote FAMES, faisant le lien entre la recherche fondamentale en physique quantique et la production de masse commerciale, complétant ainsi le partenariat d'industrialisation existant de Quobly avec STMicroelectronics.

Solution technique et responsabilités
L'objectif technique est de faire mûrir l'architecture QSOI, qui intègre des qubits de spin sur silicium sur une plateforme semi-conductrice FD-SOI (Fully Depleted Silicon-On-Insulator). Dans ce cadre, le CEA-Leti fournit l'accès aux équipements de traitement de tranches de 300 mm et aux modules de processus spécialisés de l'installation FAMES. Quobly fournit les architectures de processeurs quantiques et définit les briques technologiques spécifiques requises pour l'intégration et le contrôle des qubits. L'infrastructure FAMES fonctionne comme un terrain d'essai isolé pour les flux de processus innovants et les approches de structuration avancées qui sont nécessaires pour augmenter le nombre de qubits, mais qui ne peuvent pas être testés efficacement sur des lignes de production de masse standard.

Déploiement et mise en œuvre
L'évaluation technologique et le développement des processus sont exécutés au sein de l'installation FAMES du CEA-Leti. Les ingénieurs utilisent cet environnement pour tester les nouvelles techniques de lithographie et de dépôt de matériaux requises pour les générations ultérieures de processeurs quantiques. Une fois ces flux de processus expérimentaux validés et stabilisés sur la ligne pilote, les options technologiques matures sont transférées vers l'infrastructure de fabrication industrielle 300 mm de STMicroelectronics pour la production en série. Cette mise en œuvre par étapes sépare le développement expérimental des processus de la fabrication industrielle stable.

Applications et cas d'usage
Le développement de qubits de spin sur silicium évolutifs sur des plateformes FD-SOI standard cible des applications avancées en cryptographie, en science des matériaux et en modélisation logistique complexe au sein du secteur du calcul haute performance. En standardisant la fabrication de processeurs quantiques sur les processus CMOS 300 mm existants, l'architecture atteint des densités d'intégration plus élevées. Cette approche réduit l'encombrement physique des systèmes de contrôle cryogénique requis et améliore la stabilité opérationnelle des qubits en minimisant la diaphonie électromagnétique.

Impact opérationnel attendu
L'utilisation d'une ligne pilote de semi-conducteurs dédiée réduit les délais de développement des processeurs quantiques à haute densité. En validant systématiquement les nouvelles techniques de structuration dans l'installation FAMES, le partenariat établit une voie de fabrication évolutive. Ce mécanisme soutient la trajectoire matérielle, depuis le processeur initial Alloy Pioneer, dont le lancement est prévu pour la fin de l'année 2026, vers des architectures à grande échelle et tolérantes aux pannes ciblant un million de qubits physiques d'ici 2032.

« L'accès à FAMES ajoute une capacité supplémentaire à cet écosystème, nous permettant d'explorer et de faire mûrir des options technologiques pour les prochaines générations de nos processeurs quantiques », a déclaré Nicolas Daval, directeur de l'ingénierie de Quobly.

Publié avec l’assistance de l’IA par Aishwarya Mambet, rédactrice pour Induportals.

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