Fini les angoisses de stockage de vos données : voilà comment la spintronique va révolutionner les disques durs du futur

Atlantico : Les capacités de stockage des disques durs n'ont cessé d'augmenter ces dernières années, notamment grâce à une technologie appelée spintronique. De quoi s'agit-il précisément et comment fonctionne-t-elle ? Où en sont les recherches sur ce procédé ?

Stéphane Mangin : La Spintronique, ou électronique de Spin, désigne le fait de se servir des électrons, qui ont une masse et une charge, et qui possèdent une autre propriété : un spin.  A l’intérieur de la matière des disques durs se trouvent des petites boussoles, ou aimants, dirigés soit vers le haut soit vers le bas. Si leur pôle nord est orienté vers le haut, cela donne un 0, et si il est vers le bas, cela donne un 1.

Et donc en utilisant le spin, on peut détecter si les petites boussoles se trouvent vers le haut ou vers le bas. Il faut stocker l’information de manière binaire, c’est-à-dire en fabriquant des 0 ou des 1.

Grâce à des boussoles, on stocke l’information sous forme de 0 et de 1. Il est possible de créer de plus petits matériaux pour stocker davantage d’informations. Aujourd’hui, on est proche de la taille d’un nanomètre (1 milliardième de mètre), soit la taille d’un atome. Les recherches sont très importantes pour diminuer la taille des matériaux, avec comme perspective de stocker davantage d’informations sur des tailles plus petites. On parle de nanomatériaux.

Quelles sont actuellement ses applications ? Quels sont les enjeux et les limites de son développement ?

Toute l’électronique de Spin permet de stocker de l’information dans les disques durs, de faire des mémoires magnétiques basées sur ce principe, ainsi que de la télécommunication et du transport d’information, à l’aide des oscillateurs à Spin.

L’enjeu de ce procédé est de pouvoir stocker plus d’informations sur des tailles plus réduites. Cela fait 50 ans que les tailles, ainsi que le coût, sont réduits de manière exponentielle. La difficulté d’aujourd’hui est de transformer ces boussoles, donc l’information, non pas à l’aide d’un champ magnétique comme nous le faisons actuellement, mais à l’aide d’un laser.

Grâce aux découvertes faites dans notre laboratoire, et notamment la découverte du laser pulsé (laser où la lumière est envoyée à un temps très court), on peut retourner ces petites boussoles. Cela ouvre des perspectives très importantes en termes de compréhension fondamentale de ces objets-là. On pourra ainsi écrire l’information beaucoup plus vite, sur des tailles beaucoup plus petites et dépenser moins d’énergie. Un des problèmes, c’est que pour stocker cette information, il faut de plus en plus d’énergie. Si on prend l’exemple du Cloud de Google, le coût en énergie est énorme.

Quelles sont les futures applications possibles de ce procédé ? Peut-il influencer l'architecture informatique et la manière de faire les calculs ? Dans quel sens ?

Un des souhaits des chercheurs serait de passer au calcul neuromorphique. Bien que l’on fasse des avancées extraordinaires, on essaye toujours de copier le fonctionnement du cerveau - qui nécessite très peu et est capable de calcul de tâches incroyables - en créant des réseaux neuromorphiques.

Là aussi, l’électronique de Spin peut jouer un rôle très important car on peut créer des objets qui peuvent se comporter comme nos neurones. L’architecture neuromorphique est totalement différente de celle d’un ordinateur classique. Cette architecture permettrait d’effectuer des calculs très rapides tout en ne nécessitant que très peu d’énergie.

Propos recueillis par Thomas Gorriz