(13 oct. 2026 / TPS-IL)
Des chercheurs de l’Université hébraïque de Jérusalem ont démontré une approche expérimentale de mémoire informatique qui rapproche l’énergie dissipée d’une limite fondamentale imposée par les lois de la physique, ouvrant potentiellement la voie à un calcul plus économe en énergie dans des systèmes fonctionnant à des températures extrêmement basses.
Cette approche repose sur un vortex supraconducteur — une minuscule structure magnétique qui se forme dans certains matériaux lorsque ceux-ci sont refroidis à des températures très basses. En piégeant le vortex dans l’une de deux positions stables, les chercheurs ont codé l’information sous forme de zéro ou de un, les unités fondamentales du calcul numérique.
Les résultats pourraient, à terme, contribuer à réduire l’énergie nécessaire pour les opérations de mémoire dans des ordinateurs quantiques et d’autres systèmes qui fonctionnent à des températures extrêmement basses. Toutefois, d’autres recherches seront nécessaires pour déterminer si l’approche peut être étendue et apporter des économies d’énergie pratiques.
Publié dans la revue à comité de lecture Nature Communications, l’étude examinait la quantité d’énergie dissipée lorsque se déplace un seul vortex supraconducteur. Dans une configuration expérimentale, le travail requis par cycle pouvait être aussi faible que quatre fois la limite de Landauer, le minimum théorique associé à l’effacement d’un bit d’information.
Les chercheurs ont également utilisé des simulations numériques pour évaluer dans quelle mesure l’énergie nécessaire à la manipulation de l’information pouvait approcher cette limite fondamentale. Cependant, la méthode expérimentale consistait à faire bouger le vortex sous l’action d’une force oscillante continue, plutôt que de réaliser le processus idéalisé d’effacement de l’information. Les mesures ne constituent donc pas une démonstration directe de l’effacement d’information à quatre fois la limite de Landauer.
« Notre travail mesure l’énergie nécessaire au fonctionnement d’un bit mémoire basé sur un vortex supraconducteur », a déclaré Yonathan Anahory de l’Université hébraïque, qui a dirigé l’étude avec Nofar Fridman. « Nous avons constaté qu’il peut fonctionner à environ cinq fois la limite de Landauer, le rapprochant de manière remarquable du minimum autorisé par la physique. »
Tester les limites
Me mesurer l’énergie impliquée représentait un défi expérimental majeur. Plutôt que d’essayer de détecter la petite chaleur dégagée par le mouvement du vortex, l’équipe a suivi sa réponse magnétique à l’aide d’un instrument ultra-sensible appelé microscope SQUID-on-tip.
« Un vortex est un objet extrêmement petit et délicat, mesurer l’énergie dissipée par son mouvement constitue donc un grand défi expérimental », a déclaré Fridman. « En suivant sa réponse magnétique, nous avons pu comparer son coût énergétique aux limites fondamentales du traitement de l’information. »
Les chercheurs estiment que l’étude fournit une mesure quantitative de la dissipation d’énergie dans un vortex supraconducteur individuel, offrant une méthode pour évaluer les coûts énergétiques liés à l’utilisation de telles structures comme éléments de mémoire.
L’installation expérimentale fonctionnait à environ 4,2 kelvin, soit environ moins 269 degrés Celsius, ce qui rend l’approche inadaptée aux ordinateurs ordinaires. Ses applications potentielles résident davantage dans l’informatique cryogénique, y compris les systèmes de calcul quantique qui opèrent à des températures similaires.
Les résultats suggèrent une voie possible pour stocker des informations dans ces systèmes tout en réduisant l’énergie nécessaire pour les opérations de mémoire individuelles. Cependant, l’étude ne démontre pas l’existence d’une puce mémoire pratique ni n’établit que l’ordinateur complet consommerait moins d’électricité. D’autres recherches seront nécessaires pour déterminer si l’approche peut être intégrée à l’échelle des systèmes informatiques et si les économies d’énergie seraient suffisantes pour compenser les coûts de refroidissement et d’exploitation du système.
