Selon un article paru dans le New Journal of Physics, il serait aujourd’hui possible de construire un nouveau type d'ordinateur électromécanique composé d’éléments un million de fois plus petits qu’un cheveu et capable de réaliser des calculs à très grande vitesse.
Bien avant que l’on ne trouve des puces de silicium au coeur des ordinateurs, bien avant même l’ère des transistors, le concept d’ordinateur mécanique existait déjà. Nous avons tous à l’esprit l’image d’une machine conçue à partir de leviers, de tiges, de roues à clapet et d’engrenages, avec des garnitures en laiton et à l’aspect vieillot. Mais le destin de l’ordinateur mécanique est tragique, il n’existera jamais vraiment... du moins pas tant que les dispositifs microélectroniques sont capables d’effectuer des calculs incroyablement plus rapides en manipulant les électrons.
Mais aujourd’hui, les nanotechnologies portent en elles l'occasion de manipuler la matière à l’échelle moléculaire. Serait-il alors possible d’envisager la conception d’un ordinateur nano-électromécanique ? Robert Blick de l'université de Madison Wisconsin et certains de ses collègues pensent que oui.
L'équipe de Blick propose un ordinateur entièrement mécanique basé sur des unités électromécaniques d’une taille de l’ordre du milliardième de mètre. Ces unités pourraient être réalisées à partir de minuscules éléments en diamant ou en un autre matériau capable de se déformer sous l’effet d’un courant électrique (matériaux piézoélectriques).
Les unités pourraient être intégrées dans les processus de fabrication actuels des puces et fonctionneraient essentiellement par poussée et traction des uns sur les autres, permettant ainsi la réalisation de commutateurs, de portes logiques ou d’unités de mémoire. Ils représenteraient l'équivalent mécanique des transistors microscopiques actuels.
Le fait que la taille de ces unités serait un millier de fois plus faible que la taille moyenne des transistors d’aujourd’hui permettrait d’en incorporer beaucoup dans un même espace. Les distances plus petites entre les portes logiques impliqueraient également qu’un ordinateur élaboré sur de telles bases serait beaucoup plus rapide que ceux basés sur les circuits de silicium conventionnels.
Les chercheurs précisent également que les éléments électromécaniques possèdent d’autres avantages par rapport aux technologies actuelles. Ils consommeront moins de puissance et produiront infiniment moins de chaleur inutile. Ils pourront ainsi être utilisés à des températures beaucoup plus élevées sans nécessiter de systèmes de refroidissement onéreux et bruyants. Ils seront également en mesure de supporter les sautes de tension capables de griller les puces actuelles. Ces avantages signifient que la technologie pourrait être utilisée dans des environnements bien plus extrêmes que ceux supportés par les ordinateurs d'aujourd'hui, tels que des températures très élevées (supérieures à 200 degrés Celsius), dans des installations électriques à haute tension, ou dans l’environnement spatial.
Plus qu’une simple avancée, cette technologie serait entièrement nouvelle et elle pourrait conduire à une génération tout à fait originale d’ordinateurs, beaucoup plus efficaces énergétiquement, n'exigeant pas de refroidissement et aptes à travailler dans des environnements extrêmes. La technologie de fabrication des éléments nano-electromécaniques existe déjà, la prochaine étape devra être de les intégrer dans un dispositif de calcul et de construire l’ordinateur autour.
