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Actualité : Fujitsu construit le premier ordinateur quantique à diamant au monde : il fonctionne à -271,6 °C, relie ses modules par la lumière et vise la barre des 1000 qubits logiques
Grâce à un nouveau prototype d'ordinateur quantique à spin de diamant, Fujitsu pourrait bien aider cette technologie à se rapprocher de sa démocratisation.
© Les Numériques (image générée par IA) - Un prototype prometteur pour l'avenir de l'informatique quantique (image d'illustration).
L'avenir de l'informatique sera quantique ou ne sera pas. C'est probablement ce que pense Fujitsu, qui a dévoilé en ce mois de septembre 2026 une machine d'un genre nouveau. Il s'agit du premier prototype d'ordinateur quantique à spin de diamant au monde intégrant des centres lacune-étain (ou tin-vacancy, SnV en anglais) au sein de circuits intégrés photoniques.
Pour Fujitsu, cette avancée marque une étape importante vers la mise en place d'une architecture modulaire, l'une des approches les plus prometteuses pour faire évoluer les ordinateurs quantiques à plus grande échelle grâce à sa haute fidélité et à sa connectivité optique efficace. En effet, l'utilisation de la lumière permet de relier de manière flexible de multiples modules quantiques, générant une intrication entre des spins distants. De plus, le constructeur promet qu'il n'est pas nécessaire de disposer de connaissances spécialisées supplémentaires au-delà de la maîtrise de sa plateforme logicielle, la Fujitsu Hybrid Quantum Computing Platform.
Le centre lacune-étain est un défaut optique et quantique du réseau cristallin du diamant, formé par un atome d'étain inséré entre deux lacunes. Habituellement, l'approche par spin de diamant s'appuie sur des centres azote-lacune (NV). Cependant, Fujitsu a fait le choix de l'étain (centres SnV) en raison de sa symétrie structurelle supérieure. Moins sensibles aux bruits externes et perturbations, ils constituent d'excellents candidats pour obtenir des qubits logiques stables et hautement lumineux. Cette méthode permet notamment à la machine de fonctionner à une température record de -271,6 °C, contre -273,13 °C pour les ordinateurs quantiques à supraconducteurs classiques.
Ce prototype intègre plusieurs technologies de pointe développées par Fujitsu. La première consiste en une liaison de matériaux hétérogènes. Elle permet d'assembler des substrats en diamant de haute qualité, ayant subi une implantation ionique d'étain, à des substrats en alumine ou dioxyde de silicium pour créer des puces ultrafines. Le constructeur a notamment développé une technique d'amincissement inédite, capable de réduire l'épaisseur du diamant de plusieurs centaines de micromètres à seulement quelques centaines de nanomètres.
Image au microscope électronique et schéma d'une partie du circuit intégré photonique composé de diamant contenant des centres SnV et de guides d'ondes en alumine.
La deuxième technologie réside dans la fabrication de circuits intégrés photoniques. Ces derniers intègrent des cristaux de diamant de taille nanométrique (contenant les fameux centres SnV) dans des guides d'ondes optiques en alumine, transparents à la lumière visible, afin d'extraire les photons uniques émis lors de la lecture des qubits. Pour l'usinage complexe du diamant, Fujitsu s'est d'ailleurs appuyé sur les résultats d'une recherche conjointe menée avec l'université de Tokyo.
Enfin, la firme japonaise a mis au point un mécanisme novateur de conversion de circuits quantiques. Celui-ci traduit les portes quantiques standard en séquences de contrôle combinant la lumière, les micro-ondes et les ondes radio, comme l'exige le pilotage physique de cette approche par spin de diamant.
Ce prototype est l'aboutissement de travaux de recherche conjoints menés depuis 2020 par Fujitsu, la Delft University of Technology et QuTech. En 2027, l'entreprise nippone compte développer un nouveau prototype d'ordinateur quantique à spin de diamant, composé cette fois-ci de plusieurs modules interconnectés. De plus, des technologies visant à hybrider cette approche avec celle des supraconducteurs seront à l'étude. Le constructeur espère disposer d'une informatique quantique fonctionnant à 250