Zoom sur Siquance, start-up dédiée au calcul quantique

- dossiers thématiques - ingénierie - physique

Issue du CNRS et du CEA et notamment de recherches conduites à l'Institut Néel (CNRS, Grenoble), la start-up Siquance a été lancée fin novembre 2022 à Grenoble. L'objectif de cette entreprise fabless* est de développer à terme un ordinateur quantique en s'appuyant sur les technologies de la microélectronique et en exploitant les capacités de production européenne de semi-conducteurs.​​

  • *Une entreprise fabless est une société qui conçoit ses produits et sous-traite l'intégralité de sa fabrication.​
Avec la création de Siquance, le CNRS poursuit son investissement stratégique dans le domaine du quantique. Nous sommes ravis de contribuer, conjointement avec un autre organisme de recherche, à l'émergence d'un nouvel acteur clé du secteur en France. C'est un symbole fort, renforçant la position de la France dans la "course à l'ordinateur quantique".
Jean-Luc Moullet, Directeur général délégué à l'innovation du CNRS

Au coeur du calcul quantique : les qubits

Le calcul quantique ambitionne d'utiliser les propriétés quantiques ultimes de la matière, pour effectuer des opérations sur des données en masse, ce qui permettrait de contourner les limitations inhérentes aux ordinateurs classiques.

Le calcul quantique s'appuie sur des "qubits", pendants quantiques des bits classiques. D’un point de vue physique, les qubits sont des systèmes matériels pouvant être mis dans deux états quantiques distincts. Conformément aux lois de la physique quantique, le qubit peut être placé dans un ensemble continu de superpositions de ses deux états de base, contrairement au bit classique qui ne peut prendre que deux valeurs (0 ou 1). Comme les bits classiques, les qubits peuvent être utilisés pour encoder une information et soumis à des portes quantiques (équivalents des portes logiques) en faisant appel à un grand nombre de bits quantiques. Toute opération appliquée à une matrice de N qubits s'effectuerait en parallèle sur les 2N états, là où un ordinateur classique doit traiter l'opération de façon séquentielle. Un parallélisme massif qui ouvre des horizons extrêmement prometteurs !

Toutefois, de très nombreux obstacles physiques et technologiques se dressent aussi sur la route du calcul quantique, à commencer par la fragilité de l'état de superposition. Aussi minime soit-elle, toute interaction avec l'extérieur détruit la superposition quantique et la difficulté s'accentue proportionnellement au nombre de qubits intriqués. Les interactions avec l'environnement étant inévitables pour appliquer les opérations de calcul et de lecture sur les qubits, il devient nécessaire de corriger les erreurs. Une des solutions est de générer un grand nombre de qubits physiques, dont une importante partie permettra d'identifier les erreurs et servira à les corriger.

Siquance mise sur la technologie CMOS Silicium

Deux voies principales explorent actuellement la mise au point des briques élémentaires du calcul quantique que sont les qubits : la technologie des qubits supraconducteurs et celle du silicium, voie sur laquelle s'est lancée Siquance.

Cette seconde voie consiste à convertir les technologies du silicium et des circuits intégrés standards, en support de qubits.  Au lieu du courant électrique circulant dans les transistors au silicium des ordinateurs classiques, il s'agit ici de manipuler le degré de liberté de spin d’un électron unique, grâce à des champs magnétiques à très basse température, l'information étant encodée dans le spin de l'électron.

Pour ce faire, Siquance s'appuie sur 15 ans de recherche au CEA et au CNRS, en particulier à l'Institut Néel, laboratoire de physique du CNRS qui développe une importante activité sur la matière, les phénomènes et les innovations quantiques. Ces travaux bénéficient de l'expertise technologique du laboratoire dans les domaines de la nano-fabrication et caractérisation des matériaux, de l'optique et électronique basse température et de la cryogénie. Cette recherche est également très ancrée dans un écosystème industriel grenoblois très dynamique dans ces secteurs.

Cryostat à dilution "sionludi" ouvert donnant vue sur les différents étages - Equipe QuantECA de l'Institut Néel du CNRS
Les cryostats, tels que développés à l'Institut Néel, sont un équipement indispensable pour accéder aux très basses températures (de l'ordre de dizaine de kelvins), conditions requises pour l'apparition et l'utilisation des propriétés quantiques de la matière.

De droite à gauche : Marjorie Fraisse, Déléguée régionale CNRS Alpes, Maud Vinet, CEO de Siquance, Tristan Meunier (CNRS), CTO de Siquance et Laurence Magaud, directrice de l'Institut Néel du CNRS, lors de la visite de presse de lancement le 29 novembre 2022.

                                                                                                                                                   © CNRS - Océane Piquet.

La technologie à base de qubits semi-conducteurs développée par Siquance est l’approche qui semble la plus rapidement industrialisable à grande échelle. En effet, l’avantage de cette voie, qui repose sur le standard CMOS de la microélectronique, réside dans l’existence de lignes de fabrication industrielles déjà éprouvées et sur des capacités de production de semi-conducteurs françaises et européennes.

Siquance, spin-off CEA/CNRS

Siquance a été fondée par Maud Vinet (CEO, issue du CEA, lauréate ERC), Tristan Meunier (CTO, issu du CNRS, lauréat ERC) et François Perruchot (COO, issu du CEA), experts internationaux des technologies silicium, de l’ingénierie quantique et du marketing stratégique. Siquance s’appuie sur 15 ans de travaux de recherche au CEA et au CNRS, dans les locaux desquels ses fondateurs travaillent ensemble depuis six ans.

L’entreprise est fortement soutenue par le CEA et le CNRS, présents au capital de Siquance et qui ont fait bénéficier l’entreprise de leurs expertises et capacités de R&D, de leurs propriétés intellectuelles, de leurs moyens technologiques ainsi que de leurs solides écosystèmes couvrant l’ensemble des enjeux technologiques du quantique, de la recherche fondamentale à l’industrialisation.