IBM a annoncé la signature d’un accord définitif visant l’acquisition de HRL Laboratories, un organisme de recherche et développement actif dans les sciences physiques et les sciences de l’information, notamment dans les technologies quantiques. IBM estime que l’expertise de HRL dans l’ingénierie de qubits de spin en silicium peut compléter son plan à long terme visant à étendre les ordinateurs quantiques.
Dans un article publié le 23 juillet 2026, IBM a expliqué pourquoi cette technologie l’intéresse, en indiquant que les qubits de spin et les qubits supraconducteurs tirent parti des technologies de fabrication du silicium et fonctionnent au sein d’une architecture de refroidissement, sous le contrôle de signaux externes qui appliquent des portes à des qubits interconnectés. Mais la différence fondamentale réside dans la manière dont l’information quantique est stockée et traitée.
Comment fonctionnent les qubits de spin ?
Ces qubits reposent sur la propriété naturelle de spin de l’électron, dont la valeur peut être positive ou négative d’une demi-unité. Les deux états sont généralement appelés « haut » et « bas ». Cette propriété est utilisée pour représenter les états 0 et 1 dans l’informatique quantique.
Pour contrôler des électrons individuels, HRL utilise ce que l’on appelle des points quantiques, de petites structures qui permettent de confiner et de contrôler les propriétés des électrons. L’entreprise fabrique ses points quantiques en SiGe, c’est-à-dire à partir de couches de silicium et de germanium.
Au lieu de relier directement un état de spin individuel à la valeur 0 ou 1, HRL utilise une architecture appelée qubits à échange seul (exchange-only qubits). Chaque qubit est constitué de trois électrons stockés dans trois points quantiques. Deux électrons déterminent l’état de calcul : si la somme des spins est égale à 0, le qubit est dans l’état 0, et si elle est égale à 1, il est dans l’état 1. Le troisième électron contribue à maintenir la stabilité du système. Les portes sont appliquées sous forme d’impulsions électriques qui rapprochent ou éloignent les électrons.
Avantages et résultats actuels
Selon IBM, les qubits de spin peuvent être fabriqués à l’aide des outils actuels de fabrication des semi-conducteurs, ce qui leur confère un potentiel de production à grande échelle. Ils se distinguent également par de longs temps de cohérence, de faibles taux d’erreur et une facilité de contrôle relativement élevée, et pourraient, une fois arrivés à maturité, permettre l’exécution efficace de grands circuits quantiques à faible coût d’exploitation.
Ces qubits fonctionnent à une température de 1 kelvin, contre environ 0,015 kelvin pour les architectures de qubits supraconducteurs. HRL a récemment présenté un ordinateur quantique en silicium à contrôle numérique, qui utilise des composants CMOS fabriquables à la fois pour la matrice de qubits et pour la carte de contrôle refroidie. L’appareil comprend 54 points quantiques répartis sur trois voies, ce qui permet d’intégrer jusqu’à 18 qubits sur une puce. Les démonstrations ont également montré l’exécution de portes à un et deux qubits, ainsi que de petits codes de détection d’erreurs.
Le rôle de HRL dans la vision quantique d’IBM
Jay Gambetta, directeur de la recherche et fellow d’IBM, a déclaré que l’équipe de HRL aiderait l’entreprise à faire progresser l’innovation quantique, ajoutant que le portefeuille de l’équipe renforcerait les projets à long terme d’IBM dans l’informatique quantique, la détection quantique et les réseaux quantiques.
Selon IBM, les technologies de HRL ne se limitent pas à l’informatique. L’organisme développe des capteurs quantiques de haute précision destinés à observer des phénomènes physiques subtils et à effectuer des mesures avancées pour des applications comprenant les soins de santé, la navigation, la défense et la recherche scientifique. Il travaille également sur de nouveaux matériaux quantiques susceptibles de favoriser des qubits plus robustes, de meilleurs semi-conducteurs et des capteurs plus sensibles.