Des tremplins de lumière pour sortir les lasers des puces.
Les ordinateurs et les réseaux modernes utilisent de plus en plus la lumière pour transporter l’information.
Dans une puce photonique, les données circulent sous forme de photons dans de minuscules guides optiques, un peu comme des fils électriques… mais pour la lumière.
Le problème, c’est que cette lumière reste souvent piégée à l’intérieur de la puce.
La faire sortir efficacement vers le monde extérieur est une gageur.
Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology et de plusieurs laboratoires partenaires viennent de proposer une solution originale : de minuscules structures qui se recourbent vers le haut et projettent la lumière dans l’espace !
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De minuscules tremplins pour les photons ?
Sur cette nouvelle puce, la lumière circule d’abord dans des guides optiques classiques.
Elle arrive ensuite sur une série de structures microscopiques qui se courbent légèrement au-dessus de la surface.
Les chercheurs les comparent à de minuscules tremplins de ski lumineux.
Chaque structure agit comme une rampe qui redirige la lumière vers l’extérieur.
Des milliers de ces « tremplins » peuvent fonctionner simultanément.
Les scientifiques peuvent contrôler très précisément l’intensité, la direction et la couleur des faisceaux émis.
Une fabrication inspirée d’un thermostat
Le principe repose sur une astuce de fabrication étonnamment simple.
Les structures sont constituées de deux matériaux différents, le nitrure de silicium et le nitrure d’aluminium.
Ces matériaux se dilatent différemment lorsqu’ils refroidissent après la fabrication.
La différence de contraintes provoque une courbure naturelle de la structure, exactement comme la lame bimétallique d’un thermostat domestique.
Ce phénomène permet de créer automatiquement ces minuscules rampes optiques sans avoir à les sculpter individuellement.
Peindre des images avec des faisceaux de lumière
Une fois les faisceaux projetés dans l’air, les chercheurs peuvent les moduler avec une grande précision.
Ils contrôlent quand chaque pixel lumineux s’allume, sa couleur et sa position.
Le système peut ainsi projeter des images complètes dans l’espace, comme si la puce peignait directement avec de la lumière.
Lors des démonstrations, les scientifiques ont créé des images de la taille d’environ la moitié d’un grain de sel.
Malgré cette taille minuscule, la résolution est très élevée.
Dans la même surface qu’un écran de smartphone ne peut afficher que deux pixels, cette technologie peut en placer près de 30 000 !
Des applications pour les écrans et la réalité augmentée
Une telle densité de pixels pourrait transformer la conception des écrans.
Des lunettes de réalité augmentée pourraient utiliser ces puces pour générer des images extrêmement fines dans un dispositif très compact.
La technologie pourrait aussi servir à créer des affichages miniatures pour des capteurs, des dispositifs médicaux ou des instruments scientifiques.
L’un des avantages est la stabilité du système.
Les chercheurs expliquent que les motifs lumineux restent pratiquement immobiles sans correction active.
Un outil pour les ordinateurs quantiques ?
L’idée initiale de ce projet vient d’un programme de recherche baptisé Quantum Moonshot, qui vise à développer une nouvelle génération d’ordinateurs quantiques.
Certains qubits expérimentaux, notamment ceux basés sur le diamant, sont contrôlés par des faisceaux laser extrêmement précis.
Si un ordinateur quantique contient des millions de qubits, il faut pouvoir diriger des millions de faisceaux lumineux.
Les structures développées dans cette puce permettent de produire un grand nombre de faisceaux contrôlés simultanément.
Cela pourrait faciliter le pilotage de systèmes quantiques à très grande échelle.
Des lidars miniatures et des imprimantes 3D plus rapides
La technologie ne se limite pas à l’informatique quantique.
Elle pourrait aussi servir à créer des lidars beaucoup plus compacts, capables de scanner l’environnement avec des faisceaux lumineux très précis.
Ces capteurs sont utilisés dans les robots, les véhicules autonomes ou les instruments scientifiques.
Les chercheurs évoquent également une application en impression 3D par laser.
En générant un grand nombre de faisceaux contrôlés très rapidement, la puce pourrait accélérer certains procédés de fabrication qui solidifient des résines couche par couche.
Une nouvelle génération de puces optiques
Pour l’instant, les chercheurs cherchent encore à améliorer la taille des matrices et la robustesse du dispositif.
Ils souhaitent aussi connecter plusieurs puces entre elles pour former des systèmes optiques plus grands.
L’objectif à long terme consiste à créer des plateformes capables de produire des milliers ou des millions de faisceaux lumineux contrôlés.
Si cette vision se concrétise, ces puces pourraient devenir une nouvelle brique technologique pour l’informatique quantique, les capteurs optiques ou les systèmes d’affichage ultra-compacts.
La France aussi avance vite dans la photonique quantique
Pour faire un brin de chauvinisme, sachez que la France figure également parmi les acteurs importants de la photonique quantique.
La start-up française Quandela notamment, installée à Massy sur le plateau de Saclay, développe des ordinateurs quantiques photoniques, c’est-à-dire des machines qui utilisent directement des photons comme qubits.
Contrairement à certaines plateformes quantiques qui nécessitent des températures proches du zéro absolu, ces systèmes exploitent des particules de lumière capables de circuler à 299 792 458 mètres par seconde, ce qui ouvre la voie à des architectures plus modulaires et moins énergivores.
Au cœur de cette technologie se trouve une source de photons uniques appelée eDelight, issue des travaux de la physicienne Pascale Senellart-Mardon.
Cette source permet de produire des photons parfaitement isolés les uns des autres, une condition indispensable pour manipuler des qubits photoniques de manière fiable.
L’entreprise a d’ailleurs récemment battu un record avec Bélénos, un ordinateur quantique photonique dont la puissance annoncée est environ 4 000 fois supérieure à celle de la génération précédente.
Le système s’inscrit dans une stratégie complète où l’entreprise maîtrise l’ensemble de la chaîne technologique, depuis la source photonique jusqu’aux algorithmes. Des acteurs industriels européens comme OVHcloud, Exaion (EDF) ou Scaleway expérimentent déjà ces technologies via des infrastructures de calcul quantique accessibles à distance.
Dans ce paysage, la photonique apparaît comme une voie technologique complémentaire aux qubits supraconducteurs ou aux ions piégés.
Si les progrès se poursuivent, la lumière pourrait jouer un rôle central dans la prochaine génération d’ordinateurs quantiques.
Source :
- Saha, M., Wen, Y.H., Greenspon, A.S. et al. Nanophotonic waveguide chip-to-world beam scanning. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-025-10038-6
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Light-emitting structures that curl off the chip surface could enable advanced displays, high-speed optical communications, and larger-scale quantum computers.
Adam Zewe | MIT News
Publié le 11 mars 2026
