Bienvenue dans le monde de l'infiniment petit ! Pour répondre aux besoins en stockage et puissance de calcul de l'informatique de demain, des centaines de chercheurs font bosser molécules et atomes. Objectif : développer des techniques qui donneront des propriétés particulières aux plus petits constituants de la matière. C'est la nanotechnologie. Dans le domaine du stockage, celle-ci devient de plus en plus concrète.

Le projet Millipede, d'IBM, permet de stocker 20 fois plus de données par millimètre carré que sur les supports magnétiques actuels. Ce « disque dur » d'une nouvelle génération est capable d'enregistrer et de lire 500 Mo de données sur une puce carrée de 3 mm de côté. Il fonctionne à la manière des ancestrales cartes perforées.

De minuscules aiguilles « poinçonnent » temporairement une plaque de molécules, constituant un dispositif de stockage réinscriptible. Mais ce n'est qu'une étape. Selon IBM, des densités de stockage « plusieurs milliers de fois » supérieures à celles d'aujourd'hui seront bientôt envisageables.

HP, de son côté, travaille à une technologie qui pourrait remplacer, dans cinq à dix ans, les mémoires flash qui équipent les machines portables. Pour cela, le constructeur utilise une puce constituée de nanocâbles. C'est-à-dire de « fils » de molécules de 40 nanomètres de diamètre (40 millionièmes de mètre) conduisant le courant électrique. Ces fils sont disposés en grille, et à leur intersection est déposée une couche de molécules permutables avec un courant électrique. En appliquant un courant plus faible, on peut mesurer l'état (actif ou inactif) de chaque intersection qui représente donc un bit, pouvant avoir la valeur 1 ou 0.

Composée d'éléments infiniment petits, cette mémoire offre une densité dix fois supérieure à celle d'aujourd'hui. Et n'a pas besoin d'un courant électrique continu pour conserver ses données. Le premier prototype déjà fabriqué est constitué de 64 intersections et peut stocker 64 bits... ou 8 octects. Il occupe un micron carré, c'est-à-dire un carré d'un millième de millimètre de côté.

La nanotechnologie laisse aussi entrevoir des puissances de calcul vertigineuses. IBM construit ainsi « le plus petit ordinateur du monde » , en utilisant des molécules individuelles qui se déplacent les unes par rapport aux autres et se renversent au passage, comme des dominos. Cette « cascade moléculaire » a permis de reproduire certaines des fonctions logiques de base des microprocesseurs (de type « et », « ou »), la position de chaque molécule représentant un bit.

Mais la technologie la plus prometteuse est sans doute l'informatique quantique, qui cherche à tirer parti des propriétés intrinsèques de la matière. En France, au CEA (Commissariat à l'énergie atomique), on travaille à la mise au point d'un « qubit » , l'équivalent quantique d'un bit, permettant de stocker simultanément une « superposition » de 0 et de 1. Cette particule élémentaire permettrait de concevoir des processeurs plusieurs milliers de fois plus rapides que ceux d'aujourd'hui. Mais cette « révolution quantique » n'est pas pour demain.

Les processeurs moléculaires ne seront pas opérationnels avant 15 ou 20 ans, et les chercheurs ne sont pas sûrs qu'un ordinateur quantique pourra un jour être réalisé. Il n'en demeure pas moins que la nanotechnologie progresse vite, et devrait permettre de pallier les limites de la loi de Moore. Cette dernière, qui prévoit que la puissance des processeurs double tous les 18 mois, est vérifiée depuis 1965, mais devrait cesser de l'être aux alentours de 2012-2015.

En cause : des raisons physiques liées aux technologies traditionnelles. L'électronique moléculaire pourrait alors prendre le relais. Certains scientifiques imaginent déjà, à partir de 2025, des machines construites autour d'une « molécule-ordinateur » , qui prendrait en charge tous les calculs.