​​Mikko Möttönen​

Détecteur de micro-ondes cryogénique pour l'informatique quantique, détecteur à auto-étalonnage


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Catégorie
Recherche
Domaine technique
Techniques de mesure
Société
IQM Quantum Computers, Aalto University
Alors qu'il mettait au point un détecteur cryogénique avancé pour la recherche, Mikko Möttönen s'est rendu compte que cet appareil était également en mesure de détecter les infimes fuites de puissance dans les ordinateurs quantiques. Ces systèmes nécessitent des températures ultra-basses et émettent de faibles signaux qui sont facilement noyés dans le bruit. Le détecteur à auto-étalonnage de Mikko Möttönen offre la précision nécessaire pour diagnostiquer le bruit et optimiser le matériel, ce qui en fait un outil important pour le déploiement des technologies quantiques.

Les qubits sont les unités de base des informations quantiques. Ils stockent et traitent des données à l'aide d'états quantiques fragiles. Afin de préserver ces états et d'éviter la perte d'informations, les qubits doivent être conservés à des températures proches du zéro absolu. À de tels niveaux, les systèmes quantiques émettent des signaux de micro-ondes extrêmement faibles. Les détecteurs standards n'arrivent souvent pas à les mesurer avec précision, car ils introduisent du bruit thermique ou manquent de la précision d'étalonnage nécessaire aux applications dans le monde réel. 

La solution de Mikko Möttönen est un analyseur cryogénique basé sur un bolomètre ultra-sensible, un détecteur qui mesure la puissance des signaux de micro-ondes en détectant l'infime quantité de chaleur qu'ils dégagent. Utilisant des matériaux supraconducteurs, l'appareil supprime le bruit et permet des mesures extrêmement précises, sans perturber le fragile système quantique. L'analyseur est à large bande et comprend un mécanisme d'auto-étalonnage intégré.  Il comprend un petit radiateur interne, distinct de l'entrée des signaux, qui applique au système une quantité connue de puissance calorifique. En observant la réponse de l'appareil à cette entrée contrôlée, il est possible d'étalonner les mesures du détecteur avec une grande précision, sans nécessiter de source de référence externe. Les ingénieurs peuvent détecter les fuites de radiations même les plus infimes ou les interférences électromagnétiques. Ils reçoivent les informations de diagnostic critiques dont ils ont besoin pour optimiser le matériel quantique. 

La propriété intellectuelle comme catalyseur de commercialisation

À l'université Aalto, Mikko Möttönen et ses collègues se sont lancés dans l'élaboration des bolomètres les plus sensibles au monde à des fins de recherche cryogénique, soutenus par des bourses successives du Conseil européen de la recherche (CER). Grâce à ces bourses reçues plusieurs années de suite, l'équipe a pu étudier et améliorer les technologies de détection cryogéniques à des seuils de sensibilité extrêmes. Au cours du processus, Mikko Möttönen et son équipe se sont rendu compte que ces appareils ultra-sensibles étaient également en mesure de détecter les infimes fuites de puissance et le bruit qui perturbent le matériel quantique. Ils sont passés d'une recherche fondamentale à un outil clé pour l'informatique quantique, posant les bases de l'obtention d'un brevet en 2018. 

Lors de la transition du laboratoire à la commercialisation, Mikko Möttönen a cofondé en 2018 IQM Quantum Computers, une entreprise issue de l'essaimage universitaire. Il considère la propriété intellectuelle (PI) essentielle pour le transfert de technologie : "Lorsque vous créez une entreprise issue de la recherche universitaire, il est essentiel de disposer d'une solide PI dès le tout début. Les investisseurs ne confient pas leur argent pour une idée abstraite, ils investissent dans une innovation qui est protégée de manière formelle, car cela réduit considérablement leur risque." De plus, il souligne le rôle stratégique des brevets pour gagner en compétitivité, notant que les entreprises créent souvent des portefeuilles de brevets afin de sécuriser leur place sur les marchés, même si certains brevets individuels ne concernent pas d'inventions révolutionnaires. 

À propos de l'inventeur

Mikko Möttönen est professeur titulaire de technologie quantique à l'université Aalto. C'est une figure incontournable dans l'écosystème quantique européen. En 2025, il a été nommé professeur à l'Académie, la plus haute distinction pour les chercheurs en Finlande. Son travail a été soutenu par différentes bourses du Conseil européen de la recherche et par l'Académie de Finlande. En plus de ses postes académiques, Mikko Möttönen est également entrepreneur en série, ayant cofondé IQM Quantum Computers et QMill (une enterprise spécialisée dans les algorithmes quantiques) en 2024. Il a obtenu des bourses de recherche internationales à l'université de Nouvelle-Galles du Sud et à l'université de Californie à Berkeley.


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