INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Lorsque des conditions de pression et/ou de température du fluide secondaire sont plus élevées, une structure de type cuve métallique à paroi épaisse 300, indépendante de la structure béton du puits de cuve 100, peut être envisagée, comme montré sur la . Cette cuve métallique épaisse 300 formant alors la troisième barrière de confinement du réacteur, est désolidarisée de la paroi interne 101 en béton du puits de cuve 100 mais posée sur le fond de celui-ci, et fixée par soudage ou boulonnage avec une bride métallique 301 implantée directement dans le radier du puits de cuve. En partie supérieure, la cuve 300 est également soudée à la bride supérieure 302, et cette bride 302 vient se poser sur la bride 303 implantée directement sur la face supérieure du puits de cuve 101. L’étanchéité se fait également par boulonnage avec écrasement d’un joint métallique, non représenté. Un sas d’entrée 106 en fond de puits de cuve permet lors de l’installation, et pendant les visites décennales de contrôle, que l’étanchéité de la connexion du fond de cuve entre 300 et 301 est correctement réalisée. En fonctionnement normal, le sas 106 doit être parfaitement condamné afin d’éviter une perte d’inventaire de la piscine 109. Un espace intermédiaire entre la paroi interne du puits de cuve 100 et le diamètre externe de la cuve 301 permet un écoulement par gravité d’une partie de l’eau de la piscine 9, comme indiqué en par les flèches de la boucle de circulation R. Ainsi, l’eau de la piscine 9 peut s’écouler autour du volume d’eau secondaire pour maintenir une température acceptable pour le béton de la paroi 101 du puits de cuve mais avec un débit à limiter pour ne pas avoir trop de pertes thermiques. Ce débit peut être augmenté en situation accidentelle pour servir de moyen d’évacuation de la puissance résiduelle.
On peut agencer des volets de régulation du débit de circulation de l’eau de la piscine 9 en entrée ou sortie de l’espace entre cuve métallique épaisse et paroi interne du puits de cuve, au niveau des pénétrations 105 du puits de cuve, afin de pouvoir réguler le débit de refroidissement de la cuve épaisse, protégeant la paroi béton des températures excessives.
Un revêtement sur la paroi interne 101 du puits de cuve permet d’éviter le contact direct entre l’eau de la piscine 9 et le béton du puits de cuve. Un tel revêtement peut être une peinture ou une résine époxy.
Afin de limiter les pertes thermiques du volume d’eau secondaire, il peut être ajouté en paroi interne de la cuve épaisse 300, un isolant thermique, à condition de ne pas empêcher le contrôle et inspection de l’étanchéité de la cuve épaisse.
De préférence, la cuve épaisse ne doit pas être d’une largeur supérieure à 7 mètres, afin de permettre son transport par voie routière ou maritime, transport routier par convoi exceptionnel. Cette cuve épaisse est fabriquée en usine et assemblée soit en un module, soit en plusieurs modules à assembler à la verticale sur site, de façon simple par exemple par soudure automatique à la périphérie. La dilatation verticale et horizontale de la cuve épaisse est assurée par la flexibilité de ses parois, d’une épaisseur de 10 à 20 mm, et dont la forme géométrique est optimisée pour ne pas dépasser les contraintes thermo mécaniques maximales au niveau des soudures de liaison rigide.
Plus particulièrement, la quantité de travail s’exprime en unités de travail, une unité de travail s’exprimant sous la forme d’un vecteur [Tu, Su, Nu], où Tu, Su, Nu correspondent respectivement à une durée donnée, une surface géographique donnée. En outre, dans cet exemple, la quantité de travail est égale à la somme d’un premier terme QdT1 et d’un deuxième terme QdT2. Le premier terme QdT1 défini par : QdT1 = min(E(T/Tu), E(S/Su), E(N/Nu)), expression dans laquelle E désigne la fonction partie entière, et min la fonction minimum. Le deuxième terme QdT2, quant à lui, est défini par : QdT2 = max((T mod Tu)/Tu, (S mod Su)/Su, (N mod Nu)/Nu), expression dans laquelle mod désigne la fonction modulo et max la fonction maximum.
Ainsi, dans le présent mode de mise en œuvre, l’unité de travail est définie de manière générique sur la base de critères propres au fonctionnement du réseau collaboratif. Plus spécifiquement, l’unité de travail est définie en tant que nombre Nu d’objets communicants « vus » dans une fenêtre temporelle Tu et une surface Su. A titre purement illustratif, le vecteur [Tu, Su, Nu] peut être égal à [7 jours, 2 km 2 , 10]. En outre, cette manière de définir la quantité de travail (= QdT1 + QdT2) permet de prendre en compte une partie décimale, ce qui permet de réaliser des calculs précis.
Le fait de considérer une quantité de travail égale à la somme de QdT1 et QdT2 ne constitue cependant qu’une variante d’implémentation de l’invention, et rien n’exclut d’envisager d’autres variantes. A titre d’exemple, il est possible de ne prendre en compte que le seul premier terme QdT1 (i.e. la quantité de travail est une quantité entière, ne comportant pas de partie décimale).
En outre, si les paramètres T, S et N ont été précédemment considérés de manière séparée pour définir une métrique de la quantité de travail, rien n’exclut d’envisager un ou plusieurs paramètres hybrides résultant d’une combinaison desdits paramètres T, S et N. Par exemple, les paramètres T et S peuvent être combinés par multiplication. De cette manière, on définit un vecteur d’unité de travail [Tu x Su, Nu].
Il a par ailleurs été considéré jusqu’à présent que la quantité de travail s’exprime en fonction des trois paramètres T, S et N (qu’ils soient combinés ou non). Toutefois, rien n’exclut bien entendu d’envisager une définition moins restrictive de la quantité de travail, comme par exemple une quantité de travail qui est fonction d’un seul ou bien de seulement deux paramètres parmi lesdits trois paramètres.
Alternativement, la quantité de travail effectuée par un nœud collaboratif CRNj pour obtenir et transmettre des données au dispositif de centralisation CPU peut être définie indépendamment dates et localisations contenues dans lesdites données. Par exemple, il peut être considéré que la quantité de travail est une donnée fixe pour chaque objet communicant OBJi auprès duquel le nœud collaboratif CRNj obtient des données. Dit encore autrement, dans ce cas, la quantité de travail dépend uniquement du nombre d’objets communicants à partir desquels sont obtenus des données, sans que ne soit pas pris en compte le temps nécessaire (respectivement la surface à couvrir nécessaire) pour réaliser cette obtention.
En définitive, et de manière générale, aucune limitation n’est attachée à la manière dont une quantité de travail est définie dans le cadre de la présente invention.
La donnée de preuve de travail PDT_CRN1 ainsi déterminée suite à l’exécution de l’étape F30 est donc porteuse d’une information caractérisant la quantité de travail effectué par le nœud CRN1 pour obtenir et transmettre les données DATA_OBJ2 et DATA_CRN1_OBJ2 (cette information correspond par exemple à une valeur numérique indicative de ladite quantité de travail, par exemple égale à QdT1 + QdT2). Dès lors, et comme mentionné auparavant, un des intérêts liés à la détermination de ladite donnée PDT_CRN1 est de pouvoir utiliser cette dernière en tant que certificat (attestation) reconnue d’un travail effectivement fourni pour le nœud CRN1.
Une telle utilisation est illustrée à titre nullement limitatif par la . Plus particulièrement, la est un diagramme représentant des étapes mises en œuvre par le dispositif de centralisation CPU et par le nœud collaboratif CRN1, après que la donnée de preuve de travail PDT_CRN1 ait été déterminée (étape F30 du procédé de traitement de données).
Plus particulièrement, dans cet exemple d’utilisation, l’utilisateur en possession du nœud collaboratif CRN1 souhaite obtenir une rétribution financière eu égard au travail qu’il a fourni pour obtenir et transmettre les données DATA_OBJ2 et DATA_CRN1_OBJ2 au dispositif de centralisation CPU.
Aussi, et tel qu’illustré par la , le procédé de traitement de données exécuté par le dispositif de centralisation CPU comporte une étape F40 de transmission de la donnée de preuve de travail PDT_CRN1 au nœud collaboratif CRN1. Ladite étape F40 est mise en œuvre par un module de transmission MOD_CPU_TX équipant le dispositif de centralisation CPU et intégré aux moyens de communication 5_CPU.
Cette étape F40 de transmission est par exemple mise en œuvre sur réception d’une requête envoyée par le nœud collaboratif CRN1 pour obtenir une donnée de preuve de travail.
Selon un autre exemple, la transmission d’une donnée de preuve de travail à un nœud collaboratif est mise en œuvre de manière itérative, par exemple à chaque fois qu’une donnée de preuve de travail a été déterminée, ou bien encore par exemple de manière périodique selon un pas de temps déterminé.
Dès lors, le procédé de communication exécuté par le nœud CRN1 comporte une étape E60 de réception de la donnée de preuve de travail PDT_CRN1, puis une étape E70 de transmission de cette donnée PDT_CRN1 à un dispositif de rétribution D_PAY.
Plus particulièrement, on considère ici de manière nullement limitative que le dispositif de rétribution D_PAY est configurée pour fournir une rétribution sous forme de cryptomonnaie (exemple : Bitcoin) au nœud CRN1, ladite rétribution étant fonction de ladite donnée de preuve de travail PDT_CRN1.
Bien entendu, le fait de considérer une rétribution sous forme de cryptomonnaie ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention, et toute autre forme de rétribution, même non financière (par exemple sous la forme d’un service), peut être envisagée.
Dans l’un ou l’autre des exemples de réalisation décrits précédemment, le bloc semi-conducteur dans lequel les ilots quantiques sont formés est réalisé à partir de la couche superficielle d’un substrat, en particulier un substrat semi-conducteur sur isolant. Toutefois, il est également possible de partir d’un substrat différent, par exemple un substrat massif (« bulk » selon la terminologie anglo-saxonne) pour former ce bloc.
Le ou les blocs semi-conducteurs dans lequel ou dans lesquels les ilots quantiques sont formés peuvent être également formés dans une ou plusieurs couches semi-conductrices distinctes d’une couche superficielle semi-conductrice d’un substrat. Ainsi, il est en variante possible de prévoir de former le bloc semi-conducteur d’accueil d’ilots quantiques par gravure d’un motif réalisé à partir d’une ou plusieurs couches ou zones formées par épitaxie.
Selon une mise en œuvre particulière, le bloc semi-conducteur dans lequel on prévoit les ilots quantiques peut être sous forme d’un barreau et mis en œuvre d’une manière semblable à celle dont on réaliser le barreau semi-conducteur (« fin » selon la terminologie anglo-saxonne) d’un transistor de type finFET.
Un dispositif quantique mis en œuvre suivant l’invention n’est pas limité à un nombre d’ilots quantiques et de grilles avant tel que donné par exemple sur les figures 12A-12B. Un nombre N (avec N un nombre entier qui peut être supérieur à 5) plus important de grilles et d'ilots quantiques peut être prévu. Dans ce cas, on prévoit typiquement au moins N-1 électrodes et de préférence N-1 paires d’électrodes d'échanges disposées entre chaques paires d’ilôt quantiques voisins.
Un dispositif tel que décrit précédemment peut être pourvu d’un circuit électronique de pilotage des Qubits et s’adapte à la mise en œuvre sur le même substrat de transistors pour ce circuit de pilotage. Les transistors du circuit de pilotage peuvent être en technologie CMOS (« Complementary metal-oxide-semiconductor « semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire »), et en particulier Cryogenic CMOS, or cryo-CMOS, fonctionnant à basse température et typiquement inférieure à 1 Kelvin afin de préserver au mieux les états quantiques des qubits.
Dispositif quantique destiné à former une matrice de boites quantiques et procédé de fabrication associé DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui de l’informatique quantique.
La présente invention concerne un dispositif semi-conducteur comprenant des moyens pour former une matrice de boites quantiques et en particulier un dispositif permettant de contrôler le potentiel chimique au sein de chaque boite quantique et le couplage entre des boites quantiques adjacentes, ce contrôle se faisant de manière locale, tout en garantissant l’absence de particule chargée en dehors des boites quantiques. La présente invention concerne également un procédé de fabrication permettant d’obtenir un tel dispositif.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Dans le domaine de l’informatique quantique, il est connu d’utiliser des boites quantiques dans lesquelles une ou plusieurs particules chargées peuvent être piégées pour être manipulées. Pour cela, le confinement des particules chargées doit se faire dans les trois dimensions de l’espace. Dans l’état de la technique, un tel confinement peut être obtenu de deux manières (qui peuvent être utilisées en combinaison) : de manière structurelle (par alternance de matériaux selon au moins une dimension de l’espace) et/ou de manière électrostatique par l’application d’un potentiel sur une portion de matériau conducteur (par exemple à l’aide d’une électrode de grille). De manière générale, les boites quantiques sont agencées sous la forme d’une matrice de boites quantiques ce qui permet une meilleure inter-connectivité entre boites quantiques et donc, par exemple, une exécution plus efficace des algorithmes de correction d’erreurs quantiques (voir par exemple Fowler, Phys. Rev. A, 2012).
Une matrice de boites quantiques a par exemple été proposée dans le document Li et al., Science, 2018. Dans ce document, les auteurs proposent une structure comprenant trois niveaux de grilles : selon les lignes, les colonnes et les diagonales de la matrice de boites quantiques, ces niveaux de grille permettant de contrôler le potentiel chimique dans chaque boite quantique ainsi que les barrières de potentiel (ou couplage tunnel) entre les boites quantiques adjacentes. En revanche, le dispositif ne permet pas de contrôler totalement la position des particules chargées et, en particulier, d’interdire la présence de ces dernières en dehors des boites quantiques, c’est à dire entre les lignes et les colonnes de la matrice de boites quantiques. De plus, l’utilisation de trois niveaux de grilles implique un écrantage des niveaux de grille supérieurs par les niveaux de grille inférieurs ce qui entraîne une forte disparité entre les différents niveaux de grille (la grille de premier niveau apparaît continue alors que les grilles de deuxième et troisième niveau prennent la forme d’une ligne pointillée).
Une autre architecture a été proposée dans le document FR3066297. Dans cette dernière, la couche active de la matrice de boites quantiques est structurée de sorte à interdire la présence de particules chargées en dehors des boites quantiques, c’est à dire entre les lignes et les colonnes de la matrice de boites quantiques. Par ailleurs, le dispositif proposé comprend également une pluralité de grilles permettant de contrôler les barrières de potentiel entre les boites quantiques adjacentes de la matrice de boites quantiques. En revanche, compte tenu de la difficulté d’implantation, le dispositif proposé ne comprend pas de grille permettant un contrôle local du potentiel chimique au sein de chaque boite quantique. En outre, le contrôle des grilles est réalisé à l’aide de vias ce qui permet une bonne homogénéité entre les grilles, mais impose en revanche des contraintes très strictes en termes d’alignement relatif des différents niveaux de grilles, et rendant donc le procédé de fabrication complexe à mettre en œuvre.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en proposant un dispositif permettent d’obtenir à la fois un contrôle électrostatique homogène, le contrôle local (c’est à dire par une grille située directement au-dessus de l’élément à contrôler) du potentiel chimique au sein de chaque boite quantique et un moyen de garantir l’absence de particule chargée entre les lignes et les colonnes de la matrice. Elle y parvient grâce notamment à la mise en œuvre d’un procédé permettant de réaliser les grilles ainsi que les motifs entre les lignes et les colonnes de la matrice de boites quantiques de manière auto-alignée et sur un seul niveau de lithographie.
Pour cela, un premier aspect de l’invention concerne un dispositif quantique configuré pour former une matrice de boites quantiques, le dispositif comprenant : Une couche active réalisée dans un matériau semi-conducteur ; Une pluralité de premières grilles disposées selon une pluralité de lignes ; Une pluralité de deuxièmes grilles disposées selon une pluralité de colonnes perpendiculaires aux lignes de la pluralité de lignes ; Une pluralité de troisièmes grilles, chaque troisième grille de la pluralité de troisièmes grilles étant disposée à l’intersection d’une ligne de la pluralité de lignes et d’une colonne de la pluralité de colonnes, chaque troisième grille étant séparée des troisièmes grilles les plus proches, sur une ligne par une première grille et sur une colonne par une deuxième grille ;
la couche active comprenant des ouvertures sur toute l’épaisseur de la couche active disposées entre les lignes de la pluralité de lignes et les colonnes de la pluralité de colonnes.
Grâce au dispositif selon l’invention, il est possible d’obtenir un dispositif permettant un contrôle électrostatique homogène, un contrôle local (par une grille située directement au-dessus de l’élément à contrôler) du potentiel chimique au sein de chaque boite quantique et un moyen de garantir l’absence de charge électrique entre les lignes et les colonnes de la matrice. Plus particulièrement, dans le dispositif selon l’invention, une boite quantique pourra être formée au-dessous de chaque troisième grille de sorte à former une matrice de boites quantiques. En effet, chaque première grille de la pluralité de premières grilles permet, lorsqu’on lui applique un potentiel électrique, de modifier la barrière de potentiel séparant deux parties de la couche active situées sous deux troisièmes grilles adjacentes selon les lignes. De même, chaque deuxième grille de la pluralité de deuxièmes grilles permet, lorsqu’on lui applique un potentiel électrique, de modifier la barrière de potentiel séparant deux parties de la couche active situées sous deux troisièmes grilles adjacentes selon les colonnes. De plus, les premières grilles et les deuxièmes grilles permettent d’effectuer cette modification de manière locale, ces dernières n’étant pas « écrantée » par une couche conductrice (autrement dit, il n’y a pas de couche conductrice entre l’oxyde des premières grilles et des deuxièmes grilles et la couche active). Aussi, grâce au contrôle des barrières de potentiel exercé par les premières grilles et les deuxièmes grilles, il est possible de réaliser un confinement électrostatique des particules chargées au-dessous des troisièmes grilles de la pluralité de troisièmes grilles pour former une boite quantique sous chaque troisième grille. Ce confinement électrostatique est en outre complété par un confinement structurel obtenu grâce aux ouvertures présentes dans la couche active, puisqu’aucune particule chargée ne peut se trouver au niveau desdites ouvertures.
Par ailleurs, dans chaque boite quantique, le ou les particules chargées présentes sont associées à un potentiel chimique. Or, chaque troisième grille n’étant pas « écrantée » par une couche conductrice (autrement dit, il n’y a pas de couche conductrice entre l’oxyde des troisièmes grilles et la couche active), chaque troisième grille de la pluralité de troisièmes grilles permet, lorsqu’on lui applique un potentiel électrique, de modifier le potentiel chimique des particules chargées présentes dans boite quantique associée à la troisième grille considérée.
Comme cela est représenté sur la , la caméra 12, le détecteur thermique 14 et le capteur de profondeur tridimensionnelle 16 sont positionnés sur un support 19. Le support 19 présente une forme globalement rectangulaire. La face avant 19A du support 19 matérialise un plan P.
Comme le montre la , le détecteur thermique 14 est ici positionné entre la caméra 12 et le capteur de profondeur tridimensionnelle 16.
Chacun de la caméra 12, du détecteur thermique 14 et du capteur de profondeur tridimensionnelle 16 sont positionnés sur le support 19 de manière que leurs axes optiques respectifs soient perpendiculaires au support 19. Par définition, l’axe optique d’un système optique est défini comme l’axe de symétrie de rotation de ce système optique.
Ainsi, comme le montre la , la caméra 12 présente un premier axe optique A1, orthogonal au plan P du support 19. Le détecteur thermique 14 présente un deuxième axe optique A2, orthogonal au plan P du support 19. Le capteur de profondeur tridimensionnelle 16 présente un troisième axe optique A3, orthogonal au plan P du support 19. Le premier axe optique A1, le deuxième axe optique A2 et le troisième axe optique A3 sont parallèles entre eux.
De manière avantageuse selon l’invention, le premier axe optique A1 et le troisième axe optique A3 sont espacés d’une distance d comprise entre 5 et 20 centimètres (cm). Cet agencement relatif de la caméra 12, du détecteur thermique 14 et du capteur de profondeur tridimensionnelle 16 permet de s’assurer de la qualité des images, en permettant notamment une représentation complète de la zone d’acquisition 1. Tous les produits alimentaires 5, 6 présents dans la zone d’acquisition 1 sont donc visibles par la caméra 12, le détecteur thermique 14 et le capteur de profondeur tridimensionnelle 16.
De manière préférentielle, le premier axe optique A1 et le troisième axe optique A3 sont espacés d’une distance d de l’ordre de 6 cm.
Sur l’exemple de la , le premier axe optique A1 et le troisième axe optique A3 sont contenus dans un premier plan P1. Le deuxième axe optique A2 est, quant à lui, contenu dans un deuxième plan P2, parallèle et distinct du premier plan P1. En d’autres termes, cela signifie que, pour leur positionnement sur le support 19, la caméra 12, le détecteur thermique 14 et le capteur de profondeur tridimensionnelle 16 ne sont pas alignés (ici seuls la caméra 12 et le capteur de profondeur tridimensionnelle 16 sont alignés selon un même plan P1).
De manière avantageuse, le premier plan P1 et le deuxième plan P2 sont espacés d’une distance d 1 inférieure à 5 cm. Cela permet un agencement plus compact de la caméra 12, du détecteur thermique 14 et du capteur de profondeur tridimensionnelle 16 tout en garantissant une qualité satisfaisante d’images obtenues.
La caméra 12 est ici un système d’acquisition d’images comprenant un capteur photographique de type capteur CMOS (pour « Complementary M etal - O xide- S emiconductor »). Un tel capteur est notamment caractérisé par, d’une part, les dimensions de sa surface photosensible de forme rectangulaire pouvant être résumées par son format et la longueur de la diagonale de celle-ci, et, d’autre part, sa résolution.
Le capteur mis en œuvre présente par exemple un format de type 1/2.3’ avec une diagonale supérieure à 7 mm et une résolution comprise entre 2028x1520 et 8112x6080. Dans le cas présent il est mis en œuvre un capteur ayant un format d’image de 1/ 2.3, une diagonale de l’ordre de 7,9 mm et une résolution de 4056 x 3040 tel que le capteur IMX 477 commercialisé par Sony. Un tel capteur présente l’avantage de posséder une bonne sensibilité de sorte qu’il est possible d’obtenir des images de bonne qualité en lumière ambiante sans éclairage supplémentaire. Ainsi, cela permet en effet d’éviter les réflexions parasites induites par un éclairage supplémentaire et qui nuisent à la qualité des images acquises. Par ailleurs, un tel capteur représente un bon compromis entre les performances et le coût associé.
Le capteur photographique est associé à une optique permettant d’acquérir une image englobant l’ensemble de la zone d’acquisition. Cette optique présente par exemple une distance focale fixe combinée à l’utilisation d’un diaphragme également fixe.