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L’IA fabrique des composants de puces jusqu’à 500 fois plus compacts : ce que ça pourrait changer
La révolution des ordinateurs quantiques est en marche et elle envisage de plus en plus de joindre ses forces à celles du calcul haute performance (HPC), rendu possible par des supercalculateurs classiques comme le Joliot-Curie du CEA, qui permet déjà de conduire des simulations numériques dans des domaines aussi divers que la géophysique, l'astrophysique et la physique des plasmas ou encore le climat et la biologie. Pour faire équipe avec lui, l'ordinateur quantique photonique Lucy, issu d'une coopération industrielle franco-allemande formée par Quandela et Attocube, est désormais accessible gratuitement – en combinaison avec le Joliot-Curie – aux acteurs de la recherche et de l’industrie européennes, pour explorer le potentiel du calcul quantique et relever de grands défis scientifiques.... Lire la suite
En laissant un algorithme explorer des géométries qu’aucun ingénieur n’aurait spontanément conçues, des chercheurs de Harvard et de l’Institut Max-Planck ont miniaturisé à l'extrême plusieurs composants essentiels des puces photoniques.
Décrite dans l'étude Inverse-designed silicon nitride nanophotonics publiée par Nature Communications, cette avancée majeure a été obtenue grâce à un algorithme de « conception inverse », qui peut imaginer des nanostructures radicalement différentes des composants dessinés à la main, et qui donne ainsi la possibilité de fabriquer des briques optiques beaucoup plus compactes, capables de libérer un espace précieux sur la puce.
Concrètement, les chercheurs ont d'abord défini la fonction à atteindre, puis l'intelligence artificielle a optimisé, itération après itération, la distribution de matière pour satisfaire cet objectif. Le résultat a produit des nanostructures complexes qui échappent complètement à l'intuition humaine, tout en restant fabriquables. Bien que nettement plus petits, ces motifs calculés, qui ressemblent à un entrelacs irrégulier de trous et de reliefs, contrôlent précisément la propagation de la lumière.
La révolution des ordinateurs quantiques est en marche et elle envisage de plus en plus de joindre ses forces à celles du calcul haute performance (HPC), rendu possible par des supercalculateurs classiques comme le Joliot-Curie du CEA, qui permet déjà de conduire des simulations numériques dans des domaines aussi divers que la géophysique, l'astrophysique et la physique des plasmas ou encore le climat et la biologie. Pour faire équipe avec lui, l'ordinateur quantique photonique Lucy, issu d'une coopération industrielle franco-allemande formée par Quandela et Attocube, est désormais accessible gratuitement – en combinaison avec le Joliot-Curie – aux acteurs de la recherche et de l’industrie européennes, pour explorer le potentiel du calcul quantique et relever de grands défis scientifiques.... Lire la suite
De cette manière, l'équipe a fabriqué et testé trois familles de composants en nitrure de silicium, à savoir des multiplexeurs en longueur d'onde, des multiplexeurs de modes spatiaux et des réflecteurs. Les premiers n'occupent que 5 × 5 à 8 × 8 micromètres carrés, soit environ 50 à 300 fois moins de surface que les dispositifs conventionnels comparables. Pour certains multiplexeurs de modes, dont l'empreinte descend à 8 × 8 micromètres carrés, la réduction atteint environ 500 fois.
Dans un second temps, les composants ont été caractérisés. Les multiplexeurs affichent des pertes d'insertion d'environ 2 dB à leurs longueurs d'onde de fonctionnement, avec une diaphonie inférieure à −10 dB. Quant aux miroirs conçus par l'algorithme, longs de seulement quelques micromètres, ils réfléchissent jusqu'à 98,5 % de la lumière incidente. Placés face à face, ils forment des cavités optiques dans lesquelles la lumière peut effectuer plus d'une centaine d'allers-retours avant de s'échapper.
En réduisant drastiquement l'encombrement des fonctions chargées de trier, séparer et réfléchir la lumière grâce à des composants 500 fois plus petits, la conception inverse pourrait permettre d