Bilan

Vers l’ordinateur quantique

Objets connectés, internet des objets, intelligence embarquée… Pour le patron de la microélectronique du CSEM, Alain-Serge Porret, une opportunité historique s’offre à l’industrie suisse.

Alain-Serge Porret: «Dans la recherche, il y a déjà des technologies radicalement nouvelles.»

Crédits: Guillaume Perret/lundi13

Entrepreneur en série avec deux start-up (Xceive et SiGear) quand il était dans la Silicon Valley, le chef de la division systèmes intégrés et sans fil du CSEM (Centre suisse d’électronique et de microtechnique) à Neuchâtel, Alain-Serge Porret, est à la fois un acteur engagé et un observateur avisé d’une accélération technologique largement induite par celle de l’électronique. Alors que cette industrie fête ses 50 ans en Suisse, Bilan l’a rencontré pour envisager les cinquante années à venir.

La loi de Moore qui prévoyait le doublement de la puissance de calcul des microprocesseurs tous les deux ans est depuis cinquante ans la base des technologies de l’information et au-delà l’un des principaux moteurs de l’économie. Mais n’est-on pas sur le point d’en voir la fin?

Depuis vingt ans, la fin de la loi de Moore est systématiquement annoncée et décalée vers le futur. N’oubliez pas qu’elle repose sur la densité de transistors concentrés sur un microprocesseur. Forcément, il y a une limite physique. On commence à la voir poindre avec des circuits qui mesurent entre 5 et 10 nanomètres. Il y a en plus une limite économique. Alors que jusqu’ici, plus on concentrait les transistors, plus leur prix unitaire baissait, nous constatons qu’en dessous de 28 nanomètres, le prix par transistor tend à augmenter. On approche donc effectivement de la fin de la loi de Moore traditionnelle, celle qui se fait sur du silicium «standard». 

Fini les nouveaux iPhone tous les ans? On peut imaginer que la fin d’un phénomène qui a une pareille influence va provoquer des bouleversements?

Dans l’industrie électronique, certes. Mais cela ouvre aussi de nouvelles opportunités. Car dans la recherche, il y a déjà des technologies radicalement nouvelles. 

Lesquelles? 

Une première piste consiste à passer des deux dimensions actuelles des puces à une troisième en étageant les transistors. Une autre possibilité, c’est l’ordinateur quantique avec des gains monstrueux de puissance de calculs. Les perspectives de cette technologie représentent 14 décades (un chiffre avec 14 zéros!) potentielles d’augmentation de la puissance de calcul des ordinateurs. Et il y a encore d’autres pistes comme le stockage biologique, sur l’ADN.  

Quand verra-t-on des applications de ces technologies?

Comme il faut mesurer l’état d’un seul atome, l’ordinateur quantique pose encore des difficultés techniques énormes. La principale est de miniaturiser des dispositifs de froid intense pour maintenir l’état de ces atomes. Cela dit, au travers de travaux comme ceux de D-Wave, dont Google a acquis un ordinateur, ou par exemple de ceux du professeur Edoardo Charbon à l’EPFL, on se rend compte que l’ordinateur quantique devient possible. Pour nous qui nous focalisons sur des applications dans les deux à cinq ans, c’est cependant trop tôt.

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Sur quoi vous concentrez-vous alors?

Sur les technologies tridimensionnelles. Elles s’appliquent déjà à certains types de caméras avec un étage qui capte la lumière, un autre qui traite ce signal et un troisième pour la mémoire vive. C’est aussi un moyen de faire descendre l’intelligence directement sur les capteurs. On ne transmet plus toutes les données mais seulement les informations pertinentes. 

Le contraire du big data?

Nous faisons du smart data en «miniaturisant» l’intelligence pour trier les informations déjà à la source. Pour apporter une vraie plus-value, les capteurs qui vont relier tous les objets à internet doivent être bon marché, autonomes et capables de s’auto-organiser. Ils doivent aussi être sémantiques, autrement dit capables d’interpréter les données sur place pour ne remonter que celles qui sont intéressantes. 

Alors qu’aujourd’hui la tendance est plutôt de placer l’intelligence dans le cloud pour y exploiter les données…

Exact. Nous avons par exemple un partenariat avec Biowatch qui développe un bracelet capable d’authentifier son porteur. Que ce soit pour l’analyse des paramètres vitaux ou la sécurité, dans un cas comme cela, vous ne voulez pas être dépendant du cloud. L’interprétation des données doit se faire localement avec une intelligence véritablement embarquée. 

Cela semble logique, mais pourquoi toutes les entreprises d’électronique ne se lancent-elles pas sur cette piste?

Parce que dès lors que vous ajoutez du traitement sur la puce en plus de la captation des données et de leur transmission vous augmentez la consommation d’énergie. Grâce à son origine horlogère, le CSEM a développé une grande expertise dans les puces à basse consommation. Nous sommes parvenus à diminuer les tensions nécessaires aux capteurs à 1 volt et même 0,8 volt. Nous collaborons avec Fujitsu pour descendre à 0,5 volt, et ainsi réduire encore d’un facteur quatre l’énergie nécessaire pour une opération.

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Nous avons des capteurs d’images décents qui consomment 100 milliwatts et visons d’arriver à 100 fois moins dans les deux ans. Ce sont des niveaux critiques pour les objets connectés, et en particulier les wearables. Vous ne voulez pas d’une smartwatch qu’il faut recharger tous les jours. C’est pour cela que, dans le cadre de notre collaboration avec Swatch, nous envisageons un dispositif qu’il ne faudra recharger qu’une fois par an. C’est réaliste parce que les savoir-faire qui font la spécificité de la Suisse dans l’électronique sont en train de converger vers un moment clé pour cette industrie. 

Comment cela?

Je vous ai parlé de l’intelligence embarquée. Elle devient apprenante avec l’intelligence artificielle. Aujourd’hui, 40% de mes équipes développent déjà des logiciels. En plus, notre capacité à récolter de l’énergie dans l’environnement s’améliore, au point de dépasser les besoins en énergie de nos puces. Avec Biwi, nous avons un projet de bracelet qui tire toute l’énergie nécessaire à son fonctionnement de la lumière ambiante. 

Fabrice Delaye
Fabrice Delaye

JOURNALISTE

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Fabrice Delaye a découvert Internet le 18 juillet 1994 sur les écrans des inventeurs du Web au CERN. La NASA diffusait ce jour-là les images prises quasi en direct par Hubble de la collision de la comète Shoemaker-Levy sur la planète Jupiter…Fasciné, il suit depuis ses intuitions sur les autoroutes de l’information, les sentiers de traverse de la biologie et étend ses explorations de la microélectronique aux infrastructures géantes de l’énergie.

L’idée ? Montrer aux lecteurs de Bilan les labos qui fabriquent notre futur immédiat; éclairer les bases créatives de notre économie. Responsable de la rubrique techno de Bilan depuis 2006 après avoir été correspondant de L’Agefi aux Etats-Unis en association avec la Technology Review du MIT, Fabrice Delaye est diplômé de l’Institut d’Etudes Politiques de Paris et de l’EPFL.

Membre du jury des SwissICT Awards, du comité éditorial de la conférence Lift et expert auprès de TA-Swiss à l’Académie Suisse des Arts et des Sciences, Fabrice Delaye est l’auteur de la première biographie du président de l’EPFL, Patrick Aebischer.

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