Helsinki — Un matin de novembre 2025, ici à la périphérie de la capitale finlandaise, David Gunnarsson enlève son manteau d'hiver et entre dans une usine où se forgent les températures les plus froides de l'univers. Gunnarsson est le scientifique principal de Bluefors, le premier fabricant mondial de réfrigérateurs à dilution, le portail des chercheurs vers le monde quantique.
Tout autour de lui, des dizaines de machines, drapées de tuyaux et de fils comme des lustres dorés, font la navette entre les postes de travail sur un tapis roulant aérien. À l’intérieur de chaque appareil, de l’hélium liquide refroidit des piles de plaques de cuivre à des températures de plus en plus froides. En bas, un doigt plaqué or gèlera une minuscule puce électronique juste un cheveu au-dessus du zéro absolu (0 K, ou –273,15°C). «La magie opère là-bas», dit Gunnarsson.
Les technologies quantiques – depuis les détecteurs qui cartographient la faible rémanence du Big Bang jusqu’aux microscopes qui imagent les atomes – prospèrent à ces températures, où le mouvement thermique disparaît presque. Mais l’application la plus en plein essor concerne les ordinateurs quantiques, ces appareils futuristes qui pourraient être capables de résoudre des problèmes que les ordinateurs traditionnels ne peuvent pas résoudre. Les géants de la technologie tels que Google, Microsoft et IBM investissent des milliards de dollars dans les ordinateurs quantiques, et chacun d’entre eux exige des réfrigérateurs comme ceux construits à Bluefors.
À mesure que les ordinateurs quantiques grandissent, les réfrigérateurs doivent également faire de même. Dans une pièce de l’usine, Gunnarsson présente le réfrigérateur de nouvelle génération de Bluefors, un appareil imposant de la taille d’une cabine d’ascenseur. Appelé Kide, d'après le mot finlandais signifiant flocon de neige, il est conçu pour les plus grands ordinateurs quantiques actuels, qui peuvent contenir plus de 1 000 qubits, l'équivalent quantique des transistors.
Au coin de la rue, Gunnarsson ouvre un placard cachant une pile de bouteilles de plongée remplies du précieux carburant des réfrigérateurs : l’hélium-3, un isotope rare du gaz qui remplit les ballons d’anniversaire. Cet ingrédient exotique est à la fois la sauce secrète et le talon d’Achille de la technologie. L’hélium 3 provient principalement des composants en décomposition des armes nucléaires, ce qui en fait l’une des substances les plus coûteuses de la planète.
Sa rareté pourrait constituer un sérieux goulot d’étranglement pour les technologies quantiques émergentes. Certains chercheurs souhaitent éviter une pénurie d’approvisionnement en développant de nouvelles sources d’hélium 3, peut-être même en l’exploitant sur la Lune. Mais d’autres tentent d’éviter complètement le problème en réinventant la manière dont les températures ultra-froides sont atteintes. En Allemagne, une entreprise ressuscite une technique de refroidissement magnétique centenaire. Et à l'université Aalto, à 30 minutes en train de Bluefors, deux groupes poursuivent des idées rivales pour intégrer des refroidisseurs dans les puces elles-mêmes. Leur objectif est de se détendre grâce à des pièges supraconducteurs pour les électrons chauds ou aux lumières qui rayonnent la chaleur, en se dispensant des lustres géants et de la plomberie élaborée.
Une véritable crise de l’hélium-3 est peu probable au cours de la prochaine décennie. Mais certains chercheurs quantiques affirment qu’ils ressentent déjà les effets de la hausse des prix. «Beaucoup de gens ne peuvent plus se permettre ce genre de science, et c'est vraiment triste», déclare Silke Bühler-Paschen, physicienne à l'Université technologique de Vienne. « Il faut trouver des alternatives qui rendent tout cela à nouveau réalisable. »
En 1951, lors d'une conférence à l'Université d'Oxford, le physicien allemand Heinz L...
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