---
| | |
---
| | | |
---|---|---|---
| |
 |
| | |
| | |
10 oktober 2016
# Onderhandelen met quantumdots
**De ongekende mogelijkheden van quantumcomputers worden vooralsnog beperkt
doordat informatie-uitwisseling tussen de bits in zo'n computer moeizaam is,
vooral over grotere afstanden. Het is FOM-werkgroepleider Lieven Vandersypen en
zijn collega's binnen het QuTech research center en het Kavli Instituut voor
Nanowetenschappen (TU Delft) voor het eerst gelukt om twee niet-naburige
quantumbits in de vorm van elektron-spins in halfgeleiders met elkaar te laten
praten. Zij publiceren hun onderzoek op 10 oktober in Nature Nanotechnology.**
Informatie-uitwisseling is iets waar we nauwelijks nog bij stilstaan. Mensen
communiceren voortdurend via e-mails, whatsappjes en telefoontjes. In feite
zijn het de bits in verschillende computers die dan met elkaar praten. "Voor
een gewone computer is dat geen enkel probleem", zegt prof.dr.ir. Lieven
Vandersypen. "Maar voor een quantumcomputer - die in potentie vele malen
sneller is dan de huidige computers - is juist die informatie-uitwisseling
tussen de quantumbits erg ingewikkeld, vooral over langere afstanden."
**Elektronen praten met elkaar**
Binnen Vandersypens onderzoeksgroep hebben promovendus Tim Baart en postdoc
Takafumi Fujita zich beziggehouden met communicatie tussen quantumbits. Elke
bit bestaat uit een enkel elektron met een spin-richting (spin-up = '0' en
spin-down = '1'). "Uit eerder onderzoek was bekend dat twee naburige elektron-
spins met elkaar kunnen interacteren, maar deze interactie nam sterk af met
hun onderlinge afstand", vertelt Baart. "Ons is het nu voor het eerst gelukt
om twee niet-naburige elektronen met elkaar te laten praten. Daarvoor hebben
we een quantumonderhandelaar gebruikt: een object dat de informatie tussen de
twee spins op grotere afstand kan uitwisselen."
**Onderhandelaar**
Baart en Fujita positioneerden de elektronen in zogenoemde quantumdots, waar
ze op hun plaats worden gehouden door een elektrisch veld. Tussen de twee
bezette quantumdots zit een lege quantumdot die een energiebarrière kan vormen
tussen de beide spins. "We kunnen het elektrisch veld rond de lege quantumdot
zo instellen dat de elektronen hun spin-informatie gaan uitwisselen, via het
zogenoemde super-exchangemechanisme: als we de energiebarrière verlagen,
verwisselt de spininformatie van plaats", zegt Baart. "Zo maakt de lege
quantumdot als een soort onderhandelaar interactie mogelijk tussen de
quantumbits. Die interactie kunnen we bovendien naar wens aan- of uitzetten."
**Snelle quantumcomputer**
Het onderzoek van Vandersypen en Baart vormt een belangrijke stap in het
bouwen van een grotere quantumcomputer waarin de communicatie tussen
quantumbits over grote afstanden essentieel is. Nu het principe van deze
quantumonderhandelaar in de praktijk is aangetoond, willen de onderzoekers de
afstand tussen elektron-spins vergroten en tevens andere typen
‘onderhandelaars' plaatsen tussen de quantumbits.
Tim Baart promoveerde op 23 mei 2016 op onder andere deze technologie. Zijn
onderzoek werd gefinancierd door het NWO Graduate Program. Voor de fabricage
van de chip hebben de Delftse onderzoekers nauw samengewerkt met de ETH in
Zürich.
\---------------
**Voor de redactie**
**Afbeeldingen**
_Artist impression.jpg - _Artistieke impressie van twee elektronspins die met
elkaar praten via een 'quantumonderhandelaar'. De twee elektronen zitten elk
gevangen in een halfgeleider nanostructuur (quantumdot). De spins beïnvloeden
elkaar, en die koppeling komt tot stand via een derde, lege quantumdot in het
midden. In de toekomst kan koppeling van de spins over grotere afstand
gerealiseerd worden, door andere objecten in het midden te plaatsen. Dit moet
het mogelijk maken om tweedimensionale netwerken van gekoppelde spins te
bouwen, waarin de spins fungeren als quantumbits in een toekomstige
quantumcomputer. Copyright: Tremani/TU Delft.
_Chip.jpg - _De chip met de elektrische contacten waarmee de quantumdots
werden gecreëerd. Bron: Tim Baart.
**Contactinformatie**
[Lieven Vandersypen](mailto:L.M.K.Vandersypen@xxxxxxxxxx), +31 (0)15 278 24 69
**Referentie**
_Coherent spin-exchange via a quantum mediator_, Timothy Alexander Baart,
Takafumi Fujita, Christian Reich, Werner Wegscheider & Lieven Mark Koenraad
Vandersypen, Nature Nanotechnology, 10 oktober 2016. [DOI:
10.1038/nnano.2016.188](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=TAoZx2ctpWlTrTFFcPCq7XW5kruqFsWa-2FQdn5ulVcNhOz-2BtG0BeAI2VqbkOuW-2Fgw_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZRcPZaLbW5qPKl-2B4w5N6YzWDuV8E6LdN3F1g8rWaxddXrryycs6YOolbVth0SkbM9hWmpVAvkctsuJaWRygDoXGBmion9YAvrDXdBCUa3JfzzAqG4HaFQGNO2pekjZAE7DX6QyRGRZWeHjcPLfSJCejG8X-2FLgyvo8B-2B9m3T6GXsl1srMrrVMTPH4MVn1Ljgkrc-3D
|
[](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=6GI4zadZkZqqytvmiqek1S7pINSxA-2Brm1Q09nqOYYxFOfhqCoOs-2FP4MvKzHVHsL-2F_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZRcPZaLbW5qPKl-2B4w5N6YzWDuV8E6LdN3F1g8rWaxddXsP5J0KBpRPUtPYu7oPErhH3f7-2FlSF40gBpMX-2Fp7iht-2FO-2Bq9RQhs1ZDjwzneG5-2FM-2FUU201B2EgkJoVvBMLwQehZDqwgMzqrhZfrlnQjltW94MToW4WLbnJ1H9XbR4-2FfhDcShYqdS6XaWs38LTxRJxVs-3D
west-1.amazonaws.com/c9/39bfe08ec711e689b9bf929ef2a3bd/Artist-impression.jpg)
| [
Artist-impression.jpg](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=6GI4zadZkZqqytvmiqek1S7pINSxA-2Brm1Q09nqOYYxFOfhqCoOs-2FP4MvKzHVHsL-2F_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZRcPZaLbW5qPKl-2B4w5N6YzWDuV8E6LdN3F1g8rWaxddXpeqUw7gaesFadb3AKwSIsTzYeTYhEgrc7iY2l1SGFR0Wt89Kjd52zw5kmeOu2t7gBX86SJ8OGXac-2F5Wr73txUs1K-2B9chl2c9UcOr-2BeXIOtgd2JXDPPoQPJiInDaHsU-2FQXV-2FyeO0Kb-2F-2FnvhkJ-2Fte14Q-3D
west-1.amazonaws.com/c9/39bfe08ec711e689b9bf929ef2a3bd/Artist-impression.jpg)
**2099kBs**
---|---
[](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=6GI4zadZkZqqytvmiqek1S7pINSxA-2Brm1Q09nqOYYxFOfhqCoOs-2FP4MvKzHVHsL-2F_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZRcPZaLbW5qPKl-2B4w5N6YzWDuV8E6LdN3F1g8rWaxddXucZ4yQ6lYKpGR5rrDuwTTcnPnKlQdxQKpN8pB-2FZQCi626graF0sviRaGFtPt6pRWsVdf-2FfPqR4Z0Dz6ZvZ06-2F-2Fj4R1peZufZeluxfrH-2B9U0ec54lz2TDKIhOrqOFmM7ugoDWh6szR-2Bj6pXLdZLxbx4-3D
west-1.amazonaws.com/d1/80e3e08ec711e691595176a0a8d0dc/Chip.jpg) | [
Chip.jpg](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=6GI4zadZkZqqytvmiqek1S7pINSxA-2Brm1Q09nqOYYxFOfhqCoOs-2FP4MvKzHVHsL-2F_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZRcPZaLbW5qPKl-2B4w5N6YzWDuV8E6LdN3F1g8rWaxddXqjDp43RtDfKHWQEeV6AlNOwPHiRQlagaBMP-2FhinzxBZKV54V6IZvHtZiJGdUiNMj4ncbj2J-2FJWjPt-2B6vFE-2Fi6LXal5W15rB-2B2vzSDDLsA7Paeml-2BeQGGPWPtNLjWnelLq4NHkcHRDXRrGSILEbABO8-3D
west-1.amazonaws.com/d1/80e3e08ec711e691595176a0a8d0dc/Chip.jpg)
**2715kBs**
---|---
|
|
Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM). FOM is onderdeel van
NWO.
|
| |
---
| | **Stichting FOM**
---
+31 (0)30 600 12 11
|
[](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=5-2FjYtE9Qrpt0AHXiwHo1KUuTaTHkeW9WhSrfEDPuOrWDBgoMhlpJafn6WyPvYHbm_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZRcPZaLbW5qPKl-2B4w5N6YzWDuV8E6LdN3F1g8rWaxddXob07MCPSUtoiKYE008F2bC-2BohAvN9zr5kZQkceJp2U3s5rAga5L1wMAXB1k26nLRWY0S0kpIBdl6wDzH9h0tKbYj94L1ClbL1r4yZFhLJ3dxvwB8vMMy5pC8R1LCBxGEoYd0opzCPhaz57kPVL5ViY-3D
| |
[Twitter](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=5-2FjYtE9Qrpt0AHXiwHo1KUuTaTHkeW9WhSrfEDPuOrWDBgoMhlpJafn6WyPvYHbm_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZRcPZaLbW5qPKl-2B4w5N6YzWDuV8E6LdN3F1g8rWaxddXgiGpoAMsPyQ0JoLvjvcizbkEUKRjr-2BnWpT0rSxT-2BqtMWoI4bgBH57gAvwR3s1CheJyRnJYMGktLkghO7PttXL41UCcnQeXCfa6X-2FPJ1oJUxjhwZcQwSeBmO8kmL6deTgwNDEqTZ2PEOc7X2GcSs1-2Fc-3D
---|---|---
[](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=gNiz8ZwLqUrfpO3v-2B6RNfvQFSQu-2B124BQqG7uUkHwhwd7t3-2B8OATeqHpj1FPU6yd_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZRcPZaLbW5qPKl-2B4w5N6YzWDuV8E6LdN3F1g8rWaxddXrIRsrW3WtJAYIX0cOUeGMT8ZD-2Fj0JNqA-2BR58n0fehzlhk9PqmSNsgIKmw8pX754bCyzK5w5-2B1FQKmpnfedi4eSjs0X1xHK6VSkueMBbO-2Fumbw4WqJ57PB7cfkEDsfrKuUtVDBQ0uF0VN15ZCRxh7F0-3D
| |
[Facebook](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=gNiz8ZwLqUrfpO3v-2B6RNfvQFSQu-2B124BQqG7uUkHwhwd7t3-2B8OATeqHpj1FPU6yd_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZRcPZaLbW5qPKl-2B4w5N6YzWDuV8E6LdN3F1g8rWaxddXrl0Ttk6nlVVXbS5WrChSES23xQYKZKoNQ5cOtHyYwpWOkgdmK0MNYQDh-2B55PBEBOExvnRIQIT6xlMOhacFrN4WUq4NYUsznAyKvWuLDeLp5kbi48n-2F2hykWRJ8aWOyUuRAAo0Cwr0jog1o8STuFsoc-3D
|
[www.fom.nl](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=gNiz8ZwLqUrfpO3v-2B6RNfiT0oLDZq59LqxN9OhQ4jYc-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZRcPZaLbW5qPKl-2B4w5N6YzWDuV8E6LdN3F1g8rWaxddXudgvEETeJ5kbfANAYxEQkLH9a2ihQ8VXFFXE9wHe-2BMHrjaSMNwaW7dOLQ-2B1G2h4YviPijPivrNOAWFAYmWnt9J8bZezjKMMhc0G7lOLBn9ZLxlGgYfZypI25RiiWK2-2By0aDB6FLeRraC5ddv6S7ppo-3D
---
| |
---
Geen berichten meer ontvangen van ons? Klik [unsubscribe
---
