Un nouveau projet appelé Nano Solutions On-Chip, ou NSOC, dirigé par le Laboratoire national de Los Alamos, cherche à révolutionner les circuits intégrés en intégrant des points quantiques et d'autres semi-conducteurs à l'échelle nanométrique. Cette approche innovante vise à surmonter les limites de la transmission d'informations traditionnelle basée sur les électrons, ouvrant la voie à une efficacité énergétique et des performances améliorées, en particulier dans des environnements extrêmes.
Jennifer Hollingsworth, scientifique au Centre des nanotechnologies intégrées de Los Alamos, dirige le projet NSOC. Elle souligne les défis croissants auxquels sont confrontés les circuits intégrés, affirmant qu'ils "atteignent leurs limites en termes de densité de bande passante, de vitesse et de distances" en raison de leur dépendance aux électrons. La complexité des puces modernes, avec leurs réseaux complexes de fils, a conduit à des processus de fabrication de plus en plus inefficaces.
Le projet NSOC propose un changement de paradigme en intégrant des points quantiques et d'autres semi-conducteurs à l'échelle nanométrique dans les dispositifs. Ces matériaux peuvent exploiter les photons en plus des électrons pour la transmission d'informations, ce qui pourrait potentiellement surmonter les limites des systèmes traditionnels basés sur les électrons. Le projet se concentrera sur la recherche théorique, la validation expérimentale et la modélisation avancée pour explorer le potentiel de cette nouvelle approche.
De plus, le projet NSOC étudiera les effets des rayonnements sur les puces et développera des stratégies d'atténuation pour garantir leur fiabilité dans des applications exigeantes telles que l'exploration spatiale, la défense et la sécurité nucléaire. Pour faciliter ces recherches, un nouveau centre de recherche scientifique en microélectronique appelé CHIME (Co-design and Heterogeneous Integration in Microelectronics for Extreme Environments) sera créé. Ce centre collaborera avec trois autres projets similaires, avec Hollingsworth comme président inaugural.
Le projet NSOC réunit un consortium d'institutions de premier plan, notamment l'Université de Pennsylvanie, l'Université Columbia, l'Université du Wisconsin-Madison, l'Université Duke et les Laboratoires nationaux Sandia. Cet effort collaboratif promet d'accélérer le développement de circuits intégrés de nouvelle génération avec des capacités sans précédent.