Dans les années 1970, Intel a sorti le tout premier microprocesseur. Révolutionnaires, ces petites puces électriques étaient alors composées d'un peu plus de 2.000 transistors.
À peine cinquante ans plus tard, les progrès sont tels qu'un processeur de smartphone est composé de plusieurs milliards de transistors. Ces derniers font seulement quelques atomes de longueur –la génération Tigerlake d'Intel est gravée en 10 nm– et constituent le cerveau de nos ordinateurs.
Le problème de ces bijoux d'ingénierie est qu'ils sont devenus si petits qu'ils atteignent leurs limites physiques. Si les prochains designs rapprochaient trop les transistors les uns des autres, ceux-ci pourraient causer de sérieux problèmes de fonctionnement: surchauffe, embouteillage d'électrons voire diverses catastrophes quantiques, car c'est désormais ce domaine qu'ils frôleraient.
Câbles optiques
L'une des solutions envisagées pour continuer de progresser serait de remplacer des circuits électroniques par des connexions optiques, capable de transporter les données beaucoup plus rapidement grâce à des photons plutôt qu'à des électrons. C'est par exemple l'avantage qu'à la connexion avec la fibre sur les câbles internet.
Mais pour y parvenir, il faudrait réussir à faire émettre de la lumière au principal composant des puces électroniques: le silicium. Or, celui-ci est si mauvais élève que les scientifiques s'arrachent les cheveux sur leurs recherches depuis des dizaines d'années.
Du moins jusqu'à début avril. Une équipe de l'université de technologie d'Eindhoven aux Pays-Bas a publié ses résultats dans la revue scientifique Nature: elle est parvenue à créer des nanocircuits en silicium capable d'émettre de la lumière.
Erik Bakkers, physicien à la tête de l'étude, aurait même déjà commencé à faire des expériences concrètes dans son laboratoire, en tentant d'intégrer des lasers miniatures en silicium dans des puces électroniques.
Une technique prometteuse
«Cela pourrait permettre de produire des puces électroniques qui auraient des circuits optiques et électroniques dans le futur», s'enthousiasme Pascal Del'Haye, un chercheur du Max Planck Institute, pour Wired. Selon lui, la technique de Bakkers et de son équipe est d'autant plus prometteuse qu'elle utilise des matériaux compatibles avec les puces déjà commercialisées.
Pour Bakkers, cependant, les choses ne vont pas encore assez vite. «Cela a pris plus de temps que je pensais, explique encore le physicien. Je pensais qu'on en arriverait à ce résultat il y a cinq ans, mais il a fallu effectuer beaucoup de réglages.»
L'objectif est désormais de construire un laser en silicium qui puisse fonctionner d'ici à la fin de l'année. Puis de trouver comment l'implémenter dans les microprocesseurs qui existent déjà, pour, in fine, pouvoir transporter nos données à la vitesse de la lumière.
