Quantumcomputer stap dichterbij

Nieuws | de redactie
29 juli 2013 | Een werkende quantumcomputer ontwikkelen is één van de grootste uitdagingen van de quantumwetenschappen. Onderzoekers van de TU Delft en Stichting FOM onder leiding van prof. Leo Kouwenhoven zijn met het maken van de eerste werkende quantumbit weer een stap dichterbij.

De quantumbit is de basisschakeling voor de quantumcomputer en heeft een gebogen koolstofnanobuisje nodig om in theorie te werken. Het team van Leo Kouwenhoven is er als eerste in geslaagd zo’n werkende quantumbit te ontwikkelen. Afgelopen weekend publiceerden zij daarover in Nature Nanotechnology.

Superpositie

Het grote voordeel van een quantumbit ten op zichte van de huidige generatie supercomputers is dat deze kan rekenen met de toestand van 1 elektron, dat – door de bijzondere eigenschappen van de quantumwereld – zowel de waarde ‘1’ als ‘0’ kan aannemen. Een normale computerbit kan maar één van deze twee waardes aannemen.

Promovendus Fei Pei die de metingen uitvoerde legt uit: “We noemen die toestand ‘superpositie’. Het grootste probleem waar quantumfysici mee te maken hebben is dat die superpositie heel snel verstoord wordt door externe factoren, door invloeden van andere deeltjes in de buurt.”

De koolstofnanobuisjes van een paar nanometer groot hebben bijzondere eigenschappen die ze heel geschikt maken als materiaal voor quantumbits, maar tot nu toe kon niemand een enkel elektron manipuleren en ‘lezen’. Dat is de wetenschappers uit Delft nu gelukt.

Stabiliteit quantumbit verbeteren

Ze bouwden daarbij voort op werk van collega’s uit Kopenhagen die in 2010 lieten zien dat een elektron in een gebogen nanobuis theoretisch gezien in quantumtoestand kon worden gebracht, en op hun eigen werk uit 2012. Toen lieten de Delftse wetenschappers zien dat ze een elektron in zo’n buisje konden uitlezen. Door beide resultaten bij elkaar te brengen ontstond een ‘werkende‘ quantumbit.

“De volgende uitdaging zal zijn om de stabiliteit van deze quantumbit te verbeteren, want momenteel kunnen we de superpositie-toestand nog niet lang vasthouden”, stelt Pei. “We gaan ons nu richten op het reduceren van de verstoringen, om zo de levensduur van de superpositie te verlengen”.

De onderzoeksgroep van Leo Kouwenhoven heeft zijn pijlen gericht op een aantal mogelijke ‘kandidaten’ voor het maken van een werkende en stabiele quantumbit, waarvan het nanobuisje er een is. Een andere deel van het onderzoek richt zich op een bit op basis van het fameuze majoranadeeltje, dat eerder door de groep werd aangetoond. Welke kandidaat uiteindelijk het beste is, moet verder onderzoek aantonen.  


Schrijf je in voor onze nieuwsbrief
«

ScienceGuide is bij wet verplicht je toestemming te vragen voor het gebruik van cookies.

Lees hier over ons cookiebeleid en klik op OK om akkoord te gaan

OK