Une nouvelle percée d’Imec peut considérablement accélérer le développement d’applications quantiques. Il développe un film qui reste efficace même à des températures proches du zéro absolu.
En 2025, nous avons déjà pu observer plusieurs développements potentiellement intéressants dans la technologie quantique. Le centre de recherche louvaniste Imec partage vendredi une percée qui rend possibles des puces quantiques (plus) rapides. Imec présente un film mince électro-optique développé qui performe bien à des températures extrêmement basses. Les résultats ont été publiés dans la revue scientifique Science.
Vers le zéro absolu
La nouvelle technologie, basée sur le titanate de strontium (SrTiO₃), continue de fonctionner jusqu’à 4 Kelvin. Elle est ainsi adaptée aux applications dans les ordinateurs et détecteurs quantiques. Les matériaux électro-optiques contrôlent les signaux lumineux à l’aide de champs électriques. Ils constituent un composant essentiel dans les applications de télécommunications et de données, mais deviennent également de plus en plus importants dans la technologie quantique.
Le problème est qu’ils ne résistent pas aux températures extrêmement basses. L’équipe d’imec, en collaboration avec la KU Leuven et l’Université de Gand, a optimisé un film mince de titanate de strontium qui performe justement mieux à ces basses températures qu’à température ambiante. À 4 Kelvin (-269,15 °C), le matériau atteint un coefficient de Pockels de 345 picomètres par volt.
Il s’agit de la valeur la plus élevée jamais rapportée dans ces conditions pour un film mince. Pour les non-physiciens parmi nous : ce coefficient indique dans quelle mesure un matériau influence l’indice de réfraction de la lumière sous l’influence d’un champ électrique. Plus la valeur est élevée, plus efficacement la lumière peut être modulée, ce qui est essentiel pour la communication de données à l’échelle nanométrique.
Percée pour le quantique ?
Outre les hautes performances électro-optiques, le matériau présente également de faibles pertes optiques. Il devient ainsi candidat pour l’intégration dans les futures puces quantiques. Le film mince peut servir de base pour des composants tels que les modulateurs, interconnecteurs et transducteurs. Ceux-ci sont nécessaires pour coupler les processeurs quantiques supraconducteurs avec les réseaux optiques.
Parallèlement à la publication, une seconde étude qu’Imec a menée en collaboration avec Stanford University est parue. Elle démontre que les propriétés électro-optiques du titanate de strontium à basses températures peuvent être ajustées de manière ciblée. Les deux recherches ensemble confirment que le matériau est adapté à l’intégration sur wafers et donc utilisable dans la production de puces photoniques.