Actualité : Pari fou réussi : calculer avec de la lumière à 10 000 GHz, quand nos meilleurs processeurs plafonnent à 5

Publié le 16/03/26 à 06h31

Nos processeurs fonctionnent en déplaçant des électrons dans des transistors. Plus on veut aller vite, plus il faut les déplacer vite, et on approche du plafond physique : les meilleurs composants actuels culminent à environ 800 GHz. Au-delà, l'électronique classique cale.

L'équipe internationale coordonnée par le Politecnico di Milano, dont les résultats ont été publiés en janvier 2026 dans Nature Photonics, a pris le problème à l'envers. Plutôt que de pousser des charges plus vite, elle utilise la lumière pour changer instantanément l'état quantique des électrons, sans les faire bouger.

Le principe : deux “vallées” comme interrupteur quantique

Le matériau utilisé est une monocouche de disulfure de tungstène (WS₂), un feuillet semi-conducteur épais de trois couches atomiques. Dans ce type de cristal 2D, les électrons peuvent se trouver dans deux états distincts que les physiciens appellent “vallées”. On peut les voir comme deux positions d'un interrupteur : l'une représente le 0, l'autre le 1.

Pour basculer cet interrupteur, pas besoin de courant : il suffit d'envoyer une séquence de flashs laser extrêmement brefs (quelques femtosecondes, soit quelques millionièmes de milliardième de seconde) et de contrôler très précisément leur orientation. En combinant plusieurs de ces flashs, les chercheurs ont réussi à activer une vallée, la désactiver, puis la réactiver. Autrement dit : écrire un bit, l'effacer, le réécrire. Ce sont de véritables opérations logiques, comparables à celles d'un circuit électronique, mais réalisées à plus de 10 THz.

Ce que ça change, et ce qui manque encore

Pour donner un ordre de grandeur : 10 THz, c'est environ 1 000 fois la fréquence de pointe d'un processeur haut de gamme actuel, et plus de dix fois celle des transistors expérimentaux les plus rapides jamais fabriqués. On ne parle plus d'amélioration incrémentale, mais d'un changement d'échelle complet dans la vitesse de traitement de l'information.

Reste que l'expérience manipule un seul bit à la fois, dans un labo, avec un banc laser sophistiqué. On est très loin d'un processeur fonctionnel.

L'autre apport majeur de l'étude est méthodologique : l'équipe a mis au point un moyen de mesurer combien de temps l'information reste stable une fois encodée dans le matériau. C'est un prérequis pour toute application concrète. Si l'information s'efface en un milliardième de seconde, il faut le savoir avant de rêver de circuits.

Personne ne promet un processeur optique sur votre bureau demain mais voilà : le verrouillage qui bloquait l'électronique classique vient de sauter, au moins, en laboratoire.