IBM joue aux dominos avec ses circuits logiques

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Les chercheurs d’IBM sont parvenus à mettre au point des circuits logiques à base de molécules de monoxyde de carbone en lieu et place du traditionnel silicium. Principaux avantages : ils sont 260 000 fois plus petits que les transistors actuels, avec une consommation énergétique 100 000 fois moindre. Mais les obstacles sont encore nombreux avant la production à l’échelle industrielle.

Les chercheurs d’IBM viennent d’annoncer une avancée majeure dans la miniaturisation des circuits logiques, ces systèmes qui permettent de générer les “0” et les “1”, constituants de base du langage informatique binaire. Intitulé “cascade de molécules” (molecule cascade), le procédé permet de simuler des comportements logiques sur des composants 260 000 fois plus petits que les transistors actuels, même les plus avancés en termes de miniaturisation.

IBM travaille ici à l’échelle moléculaire. Les chercheurs de l’Almaden Research Center ont déposé des molécules de monoxyde de carbone sur une surface en cuivre. En bougeant l’une des molécules, celle-ci vient en percuter d’autres disposées en chevrons et provoque le déplacement de l’une d’elles selon un schéma vectoriel précis et ainsi de suite, entraînant une cascade de molécules à la manière des dominos placés les uns derrière les autres. Une chaîne de molécules “mises en cascade” est alors égale à “1” tandis qu’une chaîne non ébranlée reste égale à “0”.

De nombreux problèmes techniques subsistent

Il ne restait plus aux scientifiques qu’à créer des structures physiques qui permettent de générer les fonctions logiques “AND” (ET), “OR” (“ou”) et “NOT” (“non”), un système mémoire et de relier le tout électriquement à une plate-forme informatique. A vrai dire, les scientifiques sont parvenus à mettre au point les circuits “AND” et “OR” mais rencontrent plus du difficultés sur “NOT”. Par ailleurs, chaque chaîne n’est utilisable qu’une fois. Bien sûr, IBM espère résoudre ces problèmes – et d’autres, comme la complexité de la construction d’un circuit qui nécessite des heures de manipulation – dans le futur.

Car la technologie est prometteuse. Par sa taille d’abord. A titre d’exemple, le système le plus complexe ? un trieur à trois entrées ? que les chercheurs d’IBM ont créé mesure 12 x 17 nanomètres (1 nm = 1 milliardième de mètre). Une taille si petite que 190 milliards de circuits identiques pourraient tenir sur la pointe d’un stylo à bille. Par ailleurs, la faible consommation d’énergie est très séduisante. Un circuit logique moléculaire consomme moins d’un électron-volt, soit 100 000 fois moins qu’un transistor de type CMOS. Et qui dit faible consommation dit faible dégagement de chaleur. Les ventilateurs seront-ils bientôt en voie de disparition ?

De toute façon, la loi de Moore finira tôt ou tard par atteindre ses limites. Et il faudra bien, si l’on souhaite poursuivre dans la miniaturisation des composants, se tourner vers les technologies moléculaires. IBM ne fait qu’anticiper le futur.


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