Le 3 juin dernier, Pasqal, qui développe des ordinateurs quantiques fondés sur des atomes froids, a annoncé l’acquisition d’Aeponyx, entreprise basée à Montréal et spécialisée dans les circuits photoniques intégrés (ou PIC, photonic integrated circuits). « Cela va simplifier l’ingénierie de nos futures générations d’ordinateurs », argumente Loïc Henriet, PDG de la deeptech française. Le montant de la transaction n’a pas été communiqué. Les deux parties ont déjà collaboré par le passé, informe Loïc Henriet. Les résultats avaient satisfait Pasqal, qui a donc décidé de faire entrer le québécois dans son giron. La deeptech n’est pas en terre inconnue en Amérique du nord puisqu’elle a ouvert une filiale au Canada en 2022.
Un rappel s’impose pour comprendre cette stratégie. Pour ses ordinateurs, Pasqal exploite des atomes de rubidium individuels « piégés» par des lasers. Des lasers de longueur d’onde différente servent à exciter ces atomes dans un état dit de Rydberg : l'atome est à la limite de l'ionisation, l’électron de la couche de valence étant à un haut niveau d'énergie. Une configuration qui permet d’encoder, avec d’autres lasers, une information de nature quantique sur des niveaux d’énergie distincts des orbitales électroniques. L’atome devient alors un qubit.
Du banc optique au circuit photonique
Cependant, le dispositif actuel requiert un banc optique en espace libre pour contrôler et acheminer l’ensemble des lasers. « En remplaçant ce banc optique par des circuits photoniques intégrés, on va gagner en compacité et en stabilité, indique Loïc Henriet. Les PIC d’Aeponyx, en nitrure de silicium, sont adaptés aux longueurs d’onde dans le visible et le proche infrarouge que l’on utilise. Ils proposent de la modulation et de la commutation à haute vitesse, sur des échelles de temps de l’ordre de la dizaine de nanosecondes. Il y a aussi des sources lasers intégrés et des amplificateurs à bas bruit, du filtrage… Ce sont les fonctions que l’on recherche. » Loïc Henriet n’en fait pas mention mais les circuits de Aeponyx se distinguent par l’intégration de microsystèmes électromécaniques (MEMS) pour accomplir certaines de ces fonctions.
L’intérêt des PIC est aussi de favoriser le passage à l’échelle du calcul quantique. « On pourra individualiser le contrôle des qubits, explique Loïc Henriet. On peut le faire aujourd’hui, mais cela revient à séparer un faisceau laser en plusieurs sous-faisceaux à l’aide de modulateurs acousto-optiques dont la rapidité et la capacité de multiplexage sont limitées. On parvient à mettre en oeuvre des portes Cz (une des opérations logiques essentielles en algorithmie quantique, ndlr) à plusieurs endroits, entre 5 ou 6 paires de qubits, de façon parallèle. Mais on ne peut pas réaliser une porte Cz sur un couple de qubits et réaliser une opération logique d’un autre type sur un autre couple de qubits. »
Une intégration à partir de 2027
Voici un obstacle à surmonter sur la route du calcul quantique tolérant aux fautes (dont les erreurs sont corrigées), qui déboucherait sur les cas d’usages les plus convaincants pour l’industrie, comme la simulation de molécules ou de matériaux. « Pour réussir à faire des calculs sur des qubits logiques (un ensemble de qubits physiques plus résistants aux erreurs grâce à la correction d’erreurs, ndlr), on a besoin de faire beaucoup d’opérations individuelles et en parallèle sur un grand nombre de qubits physiques, précise Loïc Henriet. Les PIC sont vraiment une solution technologique qui répond à ce défi. »
Une technologie tellement critique que Pascal a opté pour son intégration verticale, plutôt que d’y faire appel sous la forme d’une prestation externe. « Elle demande encore une phase de développement, complète-t-il. On considère que ce sera optimal si les équipes d’Aeponyx sont concentrées à 100% sur le calcul quantique ». Jusqu’alors, l’entreprise québécoise ciblait aussi les télécoms, les datacoms et les capteurs. Les PIC pourraient intervenir dans les machines de Pasqal à partir de la génération Vela, attendue en 2027.
