Briser la limite cryogénique de l’informatique quantique ! EDWARDS Vacuum Technology apporte un soutien essentiel à l’informatique quantique supraconductrice.
2026-05-09
En tant qu’élément central de la compétition mondiale en matière de technologies de pointe, l’informatique quantique à base de supraconducteurs impose des exigences extrêmes en termes d’environnement de fonctionnement : température ultra‑basse, propreté élevée et étanchéité à l’air ultrarapide. Dans des conditions de fonctionnement proches du zéro absolu (inférieures à 10 mK), les réfrigérateurs à dilution constituent l’équipement essentiel pour stabiliser les états quantiques, tandis que la récupération efficace, le contrôle précis et la protection contre toute fuite d’hélium assurés par les pompes à vide déterminent directement le bon fonctionnement stable des systèmes de refroidissement.
Récemment, EDWARDS a lancé la combinaison optimisée de la Pompe à palettes multi-étages nXQ55i et Pompe turbomoléculaire nEXT730He spécifique à l’hélium Conçu spécifiquement pour les scénarios d’informatique quantique. Grâce à un fonctionnement sec et sans huile, à une fuite ultra‑faible et à des performances robustes optimisées pour l’hélium, cette solution répond aux défis liés à la circulation de l’hélium et au contrôle du vide dans les réfrigérateurs à dilution, contribue à surmonter le « goulot d’étranglement » cryogénique qui limite l’informatique quantique, et accélère la transition des systèmes quantiques supraconducteurs, passant des laboratoires aux applications à grande échelle.
I. Exigence essentielle en informatique quantique : la température ultra-basse de l’ordre du mK repose sur l’hélium et le vide.
Les qubits quantiques supraconducteurs sont très sensibles à la température et aux contaminations, ce qui exige un cycle de refroidissement utilisant un mélange d’hélium‑3 et d’hélium‑4 pour atteindre des températures de l’ordre du millikelvin. Ce procédé impose trois exigences strictes aux systèmes à vide :
- Récupération et recyclage continus de l’hélium afin de réduire les pertes d’hélium‑3, qui est onéreux ;
- Étanchéité ultime pour prévenir les fuites, évitant ainsi la perte de gaz rares et la contamination du système ;
- Aspirateur totalement sans huile, conçu pour éviter que les vapeurs d’huile et les particules n’endommagent les systèmes cryogéniques.
Les pompes à vide traditionnelles peinent à concilier vitesse de pompage de l’hélium, performance d’étanchéité et propreté, ce qui en fait un goulot d’étranglement majeur limitant le développement à grande échelle de l’informatique quantique.
II. Synergie à double pompe : la solution de vide dédiée d’EDWARDS répond aux défis fondamentaux de la cryogénie
1. Pompe à palettes multi-étages nXQ55i : la force principale pour la récupération de l’hélium et le vide de support
Conçu pour assurer le pompage de refoulement et la circulation d’hélium dans les réfrigérateurs à dilution, le nXQ55i marque des avancées technologiques majeures :
- Vitesse de pompage élevée spécifique à l’hélium : Optimisé pour l’hélium‑3 et l’hélium‑4, avec un débit de pompage maximal de 52 m³/h, permettant une récupération et un recyclage efficaces des gaz légers ;
- Niveau d’étanchéité ultra‑élevé : Taux de fuite < 5×10⁻⁸ mbar·L/s, minimisant la perte d’hélium précieux ;
- Huile sèche, sans huile, longue durée de vie : Fonctionnement propre, exempt de toute contamination par l’huile, avec un intervalle de maintenance pouvant atteindre 5 ans, adapté aux conditions de recherche scientifique continue à long terme.
2. Pompe turbomoléculaire nEXT730He : l’expert en flux d’hélium pour le vide moyen et élevé
Exclusivement développé sur la plateforme nEXT730, le nEXT730He est spécialement adapté à l’informatique quantique :
- Capacité de charge en hélium de pointe : dépasse largement les performances des pompes turbomoléculaires conventionnelles en termes de flux dans la plage de pression typique des réfrigérateurs à dilution ;
- Fuite interne ultra‑faible : taux de fuite interne < 1×10⁻⁸ mbar·L/s, garantissant la pureté des systèmes en boucle fermée et réduisant les coûts par qubit ;
- Adaptable aux réfrigérateurs de nouvelle génération : supporte un flux plus élevé et des vibrations réduites, répondant aux besoins d’extension des systèmes multi‑qubits.
III. Collaboration du système : la combinaison de deux pompes constitue une boucle fermée d’aspiration à l’hélium complète
Dans le système de circulation de l’hélium des réfrigérateurs à dilution, les deux dispositifs fonctionnent de manière efficace, avec une répartition claire des tâches :
nXQ55i : Assure le pompage à basse pression du réfrigérateur, fournit un vide grossier propre et effectue la compression et la distribution de l’hélium ;
nEXT730Il: Gère la transmission à haut débit dans la zone de vide moyen et élevé, tout en maintenant un gradient de pression stable.
La solution complète atteint un taux de récupération élevé de l’hélium, des fuites ultra‑faibles et un fonctionnement stable sur le long terme, répondant directement aux défis centraux des systèmes sous vide et cryogéniques dans le développement à grande échelle de l’informatique quantique.
IV. Valeur industrielle : la technologie du vide devient un pilier essentiel de l’extension des capacités de l’informatique quantique
À mesure que l’informatique quantique évolue vers un nombre croissant de qubits et une intégration accrue, les réfrigérateurs à dilution sont sans cesse modernisés pour offrir une capacité de refroidissement plus élevée, un volume interne plus important et des niveaux de vibration réduits, ce qui impose des exigences toujours plus strictes en matière de systèmes à vide. Les solutions d’aspiration à l’hélium spécialement conçues par EDWARDS permettent non seulement de surmonter les défis actuels liés au fonctionnement stable, mais préparent également l’avenir en anticipant les besoins des réfrigérateurs et des systèmes quantiques de nouvelle génération, contribuant ainsi à réduire les coûts du système, à améliorer la fiabilité et à accélérer l’industrialisation de l’informatique quantique.
Conclusion
De la mise en œuvre d’environnements à température ultra‑basse de l’ordre du mK jusqu’à la circulation efficace de l’hélium et au contrôle précis du vide, EDWARDS met à profit son expertise centenaire en matière de vide pour offrir un support sous‑jacent propre, stable, performant et dédié à l’informatique quantique supraconductrice. À l’avenir, EDWARDS continuera de se concentrer sur les solutions de vide destinées à l’informatique quantique, s’associera aux partenaires de l’industrie pour repousser les frontières technologiques et contribuera conjointement à faire évoluer l’informatique quantique, passant de l’exploration de pointe à une commercialisation à grande échelle.
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