​Publié en juin 2026 dans Nature Photonics, ce résultat est issu du projet européen NEoteRIC, porté par l'université de Valence en Espagne, avec la contribution de la start-up suisse Lumiphase, de l'université d'Athènes-Ouest, de la société ibérique iPronics et du CEA-Leti.

Vers une révolution de la photonique intégrée

Avec l'intelligence artificielle, les data centers doivent faire transiter toujours plus de données, ce qui pousse les limites de bande passante et de consommation énergétique des technologies électroniques classiques.

Une autre voie existe : la photonique intégrée sur silicium, explorée au CEA-Leti depuis plus de 20 ans, qui consiste à transmettre l'information par la lumière dans des circuits miniaturisés. En remplaçant les électrons par des photons, elle accélère les débits de données avec une consommation d'énergie moindre.

Aller plus loin avec un matériau très particulier

Le même concept peut être appliqué pour remplacer des transistors et effectuer des calculs.

« Notre point fort est la neuromorphique photonique, qui s'inspire du cerveau pour imaginer des circuits moins consommateurs, plus rapide et plus compacts, » note Benoît Charbonnier, ingénieur chercheur au CEA-Leti. 

C'est le but du projet NEoteRIC : réaliser des opérations dans le domaine optique plutôt qu'électronique, par exemple la multiplication entre un vecteur et une matrice, une opération centrale pour l'intelligence artific​​​ielle.

« Tout repose sur la cohérence de la lumière, qui permet de contrôler les interférences entre ondes lumineuses, explique Benoît Charbonnier. On peut alors les exploiter pour effectuer des calculs. »

L'objectif était d'apporter une preuve de concept avec la fabrication d'un processeur intégrant un matériau ferroélectrique clé, le titanate de baryum (BTO). Sa particularité ? Contrairement aux solutions utilisées jusqu'ici, il ne nécessite pas de courant pour maintenir son état, juste une tension. Résultat : la consommation tombe à 560 nanowatts par déphasage, soit une réduction de trois, voire quatre, ordres de grandeurs par rapport aux solutions thermo-optiques existantes, qui, elles, consomment de 1 à 10 milliwatts pour la même fonction.

Une plateforme flexible et versatile

Dans ce projet collaboratif, le rôle du CEA-Leti a été de mettre à disposition sa plateforme photonique sur silicium pour intégrer ce matériau encore peu répandu dans l'industrie.

​« Notre technologie permet d'inclure des matériaux qui ne sont pas intégrables chez les grands industriels aujourd'hui, » résume Benoît Charbonnier.

Les équipes du CEA-Leti ont amorcé la fabrication du circuit, avant que la startup Lumiphase, à l'origine de la solution BTO, ne la termine. Cette collaboration a été rendue possible par le fait que la plateforme du CEA-Leti soit capable à la fois d'expérimenter de nouveaux procédés et de produire à l'échelle industrielle.

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La perspective de l'approche photonique

Pour Éléonore Hardy, responsable des partenariats en photonique sur silicium au CEA-Leti, ce résultat lève un doute important.

« Montrer que la consommation est drastiquement diminuée sur une architecture générique, reconfigurable et déployable à grande échelle permet de dissiper les incertitudes sur cette voie technologique, » s'enthousiasme-t-elle.

Néanmoins, si les applications visées touchent en priorité au calcul pour l'intelligence artificielle et à la réduction de la consommation des data centers, il reste à trouver les cas d'usage qui justifieront l'adoption industrielle de cette approche émergente de neuromorphique photonique.

En attendant, le CEA-Leti poursuit ses travaux à travers les projets européens Prometheus et Neuropuls, qui visent à intégrer davantage de fonctionnalités sur cette même plateforme, notamment des sources laser.​

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En savoir plus dans Nature Photonics https://www.nature.com/articles/s41566-026-01934-y​

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