Des chercheurs ont développé une puce photonica révolutionnaire capable de projeter des images en haute définition sur des surfaces extrêmement réduites. Cette innovation pourrait transformer des domaines variés comme la réalité augmentée et l’imagerie biomédicale.
Selon de nombreuses estimations, les ordinateurs quantiques nécessiteront des millions de qubits pour exploiter pleinement leur potentiel dans des domaines tels que la cybersécurité et le développement de médicaments. Cependant, le défi majeur réside dans le contrôle simultané de millions de qubits, ce qui implique de gérer des millions de faisceaux laser. C’est cette problématique que l’équipe du projet MITRE Quantum Moonshot, réunissant des chercheurs du MITRE, du MIT, de l’Université du Colorado à Boulder et des Laboratoires nationaux Sandia, a cherché à résoudre.
La solution qu’ils ont mise au point repose sur une technologie de projection d’images. Ils ont conçu une puce photonica d’un millimètre carré capable de projeter la Joconde sur une surface plus petite que deux ovules humains. Matt Eichenfield, l’un des leaders du projet, souligne que l’équipe n’avait pas anticipé une telle avancée technologique dans le domaine de l’imagerie. Cette puce est capable de projeter 68,6 millions de points de lumière par seconde, appelés pixels scannables, ce qui dépasse de plus de cinquante fois la capacité des technologies précédentes, telles que les systèmes micromécaniques (MEMS).
La caractéristique distinctive de cette puce est un ensemble de micro-cantilevers qui s’incurvent en réponse à une tension appliquée, agissant comme de miniatures « tremplins » pour la lumière. La lumière est guidée le long de la longueur de chaque cantilever via un guide d’onde, puis sort par son extrémité. Ces cantilevers contiennent une fine couche de nitrure d’aluminium, un matériau piézoélectrique qui se dilate ou se contracte sous tension, permettant aux micromachines de monter et descendre et de scanner des faisceaux de lumière sur une surface bidimensionnelle.
Malgré la complexité de leur réalisation, Eichenfield affirme que le processus de conception des cantilevers a été relativement fluide. Chaque cantilever est composé d’une superposition de plusieurs couches de matériaux submicrométriques et s’incurve d’environ 90 degrés au repos. Pour atteindre une telle courbure, l’équipe a tiré parti des différences de contraction et d’expansion des couches individuelles, causées par les contraintes physiques inhérentes au processus de fabrication. Les matériaux sont d’abord déposés à plat sur la puce, puis une couche sous le cantilever est retirée, permettant aux contraintes de se libérer et au cantilever de se détacher de la puce. Cette innovation pourrait avoir des répercussions significatives dans divers secteurs, notamment en améliorant les capacités d’imagerie et en ouvrant de nouvelles voies pour la technologie quantique.