Première mondiale et pas de géant. Mieux, la confirmation physique de ce qui était jusqu’à présent largement de l’ordre de l’expérimentale ou du théorique. Une équipe d’ingénieurs de l’université de Stanford aux Etats-Unis ont créé le premier ordinateur fonctionnant non pas à l’aide de composants en silicium mais en nanotubes de carbone (CNT, en anglais, pour Carbon Nanotubes).
Premier pas vers le futur
Ce pourrait donc être le premier pas vers une nouvelle génération de composants électroniques, plus compacts, plus rapides et plus économes en énergie. « Beaucoup parlent d’une nouvelle ère au–delà du silicium grâce à l’électronique en nanotube de carbone », déclarait Subhasish Mitra, un des ingénieurs et chercheurs en informatique responsable de l’équipe, « mais il y a eu peu de démonstrations de systèmes numériques complets qui utilisent cette technologie innovante. Voici la preuve. »
Corriger ou éviter les imperfections
La preuve que les CNT peuvent tenir leurs promesses et que l’informatique pourrait être totalement bouleverser dans les dix ans à venir. Il a en effet fallu environ quinze ans pour que les nanotubes de carbone puissent être assemblés afin d’obtenir des transistors.
Et encore, ces nanotubes n’étaient-ils pas dépourvus de défauts. Ainsi, pour arriver à ce premier ordinateur, basique, certes, mais fonctionnel, il a fallu que les scientifiques de Stanford mettent en place un processus de fabrication des circuits, puis qu’ils réalisent un circuit simple pour démontrer que les nanotubes de carbone peuvent servir à établir des calculs.
Deux problèmes à régler
Ce qui a impliqué qu’ils règlent deux problèmes majeurs. Le premier tient à une des caractéristiques des nanotubes de carbone. Certains se comportent comme des fils métalliques et conduisent donc le courant en permanence, contrairement aux semi-conducteurs qui peuvent être « éteints ».
Pour venir à bout de ce premier point, les chercheurs de Stanford ont « simplement » eu l’idée géniale d’éteindre tous les bons CNT. Puis ils ont alimenté le circuit. Alors l’électricité, concentrée dans les nanotubes métalliques, les a fait tellement chauffer qu’ils ont brûlé et se sont évaporés.
Les scientifiques ont ensuite dû résoudre le problème d’alignement des nanotubes, puisque la moindre imperfection peut provoquer des erreurs au sein de la puce. Ils ont choisi de mettre au point un algorithme puissant qui établit une carte des différentes épaisseurs de circuit qui garantit le fonctionnement de l’ensemble que les CNT soient bien ou mal disposés.
Une longue route
C’est ainsi qu’ils ont pu construire un ordinateur contenant 178 transistors. Ce chiffre n’étant pas le fruit d’une limitation liée au processus retenu mais à la machine dont dispose l’université.
L’ordinateur a pu réaliser des opérations de calcul et même exécuter une version de MIPS, un ensemble d’instructions créé par John Hennessy, professeur à Stanford dans les années 1980 et désormais président de cette prestigieuse université.
Si cette expérience est un grand pas en avant, l’arrivée à maturité de cette technologie implique encore des années de recherches, notamment pour adapter les processus mis en place à la production industrielle.
Sources :
Université de Stanford via EETimes
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