Si les géants comme IBM et Google misent sur les supraconducteurs pour développer l’ordinateur quantique, d’autres voies émergent. En France, la start-up C12 explore une alternative fondée sur les nanotubes de carbone. L’information quantique est codée sur le spin d’un électron piégé dans un nanotube de carbone.

Le nom de la jeune pousse est d’ailleurs directement celui de l’isotope du carbone utilisé et le plus présent naturellement : le carbone 12. Il a été choisi car son spin est nul ; il n’interagira donc pas avec l’électron et celui-ci se comportera comme s’il était isolé dans le vide.

Le nanotube est posé sur deux électrodes et assemblé sur une puce en silicium. « On peut donc se baser sur des technologies développées pour les semi-conducteurs, ce qui facilitera notre passage à l’échelle », souligne Pierre Desjardins, CEO de C12. L’autre avantage de coder l’information quantique sur un électron unique est la taille du système. « Le qubit avec ses électrodes de contrôle mesure 10 µm par 10 µm, une taille qui permet d’obtenir des systèmes avec de très hautes densités », ajoute-t-il.

Les qubits de C12 peuvent être assemblés sur une puce en silicium. © C12

Cohérence et communication

Au mois de juin, C12 a publié un article dans la revue Nature Communications, attestant d’un temps de cohérence record de 1,3 microseconde pour des qubits en nanotubes de carbone : une performance 100 fois supérieure aux résultats historiques sur le carbone et 10 fois meilleure que celle des meilleurs qubits en silicium dans des conditions comparables. Augmenter le temps de cohérence n’est pas juste une curiosité scientifique, cela permet d’avoir plus de temps pour réaliser des opérations quantiques et de réduire le taux d’erreur du système.

C12 mise sur ses qubits, mais aussi sur la communication entre eux. La jeune pousse a introduit un élément supraconducteur dans son circuit, afin de générer un photon micro-onde qui sert de bus de communication quantique. Ce photon est capable de s’intriquer avec plusieurs qubits qui se lient ensuite entre eux. « À long terme, on envisage une centaine de qubits liés à un même bus », annonce Pierre Desjardins.

Un ordinateur quantique pour 2033 ?

« Des qubits de très haute qualité grâce au nanotube de carbone combiné à des qubits très bien connectés permettent d’optimiser le ratio entre qubits logiques et qubits physiques : il nous faudrait seulement quelques centaines de qubits physiques pour un qubit logique contre plusieurs milliers pour nos concurrents », avance Pierre Desjardins.

Pour l’instant, C12 n’en est pas encore là. La start-up travaille sur le passage de un à deux qubits physiques. Cependant, la jeune pousse ne cache pas ses ambitions : « On souhaite créer un ordinateur utile avec quelques centaines de milliers de qubits d’ici 2033 ».

Pour y parvenir, C12 a d’ores et déjà une équipe de 55 personnes et levé 25 millions d’euros chez des investisseurs privés. Que l’ordinateur soit prêt dans les temps ou pas, nul doute que C12 est désormais un acteur incontournable du domaine quantique.