[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Stabielere spin-qubits in doodgewoon silicium
- From: Michel van Baal <M.vanBaal@xxxxxxxxxx>
- To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
- Date: Tue, 4 Oct 2016 15:03:51 +0000
Stabielere spin-qubits in doodgewoon silicium
[cid:image003.jpg@01D21E61.47C46540]De kracht van de toekomstige
quantumcomputer zit in qubits, ofwel quantumbits, die niet alleen 0 en1 kunnen
zijn, maar ook 0 en 1 tegelijkertijd. Op welke technologie die qubits in
quantumcomputers gebaseerd zullen zijn, is nog onzeker, maar qubits op basis
van elektronspins worden steeds kansrijker. Waar die vroeger alleen gemaakt
konden worden in het dure halfgeleidermateriaal galliumarsenide, blijkt dat nu
ook en zelfs veel beter te kunnen in het meer gangbare materiaal silicium,
het basismateriaal van de huidige computerchips. Onderzoekers van de TU Delft,
de University of Wisconsin en het Ames Laboratory onder leiding van prof.
Lieven Vandersypen van het Delftse QuTech vonden dat de stabiliteit van qubits
in silicium zelfs 100 keer beter is dan in galliumarsenide. Ze publiceren er
deze week over in het wetenschappelijk tijdschrift PNAS.
Fragiel
Doordat qubits zowel 1 als 0 tegelijk kunnen zijn, kan een quantumcomputer
bepaalde rekenproblemen aan die voor huidige supercomputers onbereikbaar zijn.
Het grote probleem voor wetenschappers is dat deze 'superpositie' heel fragiel
is. "Voor qubits zijn twee getallen heel belangrijk", stelt onderzoeksleider
Lieven Vandersypen. "Cruciaal voor een zinvol werkende quantumcomputer is hoe
lang we de superpositie kunnen bewaren, voor deze spontaan tot 1 of 0 vervalt.
In galliumarsenide is dat tot nu toe zo'n 10 nanoseconden, maar in silicium
lukt het ons nu een factor 100 langer. Met slimme technieken kan dit nog
opgerekt worden tot 0,4 milliseconden. Hoewel een 'coherentietijd' van 0,4
milleseconden misschien niet erg lang klinkt, is dat voor een computer al bijna
een eeuwigheid. Daarnaast is ook de 'gate fidelity' in silicium ongeveer een
factor 10 beter: die maat bepaalt of, als je een bewerking uitvoert op een
qubit, deze bewerking ook lukt."
Silicium
De onderzoekers werkten met 'standaard' silicium, een zeer goedkoop en bijna
onbeperkt beschikbaar materiaal; het is het hoofdingrediënt van zand. Uit
onderzoek van de Universiteit van New South Wales in Australië bleek eerder al
dat het isotopisch gezuiverd silicium-28 nog betere resultaten kan geven.
"Silicium bevat van nature drie isotopen, waaronder het gangbare Si-28, en de
minder voorkomende variant met atoomgetal 29. Deze laatste blijkt een flinke
stoorfactor op de coherentie en gate fidelity.De omschakeling van
galliumarsenide naar silicium is volgens wetenschappers van groot belang voor
het ontwerp van een quantumcomputer. De benodigde technologie voor het
aanleggen van extreem kleine structuren op silicium is in de chiptechnologie al
zeer ver gevorderd, en bovendien blijkt silicium nu ook beter te werken, zoals
gehoopt.
Opschaling
Wetenschappers in Delft werken op dit terrein intensief samen met onderzoekers
van onder andere Intel, dat een jaar geleden in een samenwerkingsverband met
QuTech stapte. De grootste uitdaging voor quantumtechnologen is nu om de
verschillende qubits op te schalen naar schakelingen van meerdere qubits die
samenwerken. "Voor een zinvol bruikbare quantumcomputer moeten er minstens
honderden, en liefst nog veel meer, samenwerken", zegt Vandersypen.
Het onderzoek in PNAS werd mede mogelijk gemaakt door Stichting FOM.
Noot voor de redactie:
De publicatie is hier te vinden:
http://www.pnas.org/content/early/2016/09/29/1603251113.abstract
Voor meer informatie:
Prof. Lieven Vandersypen, QuTech/TU Delft. 015 278 2469,
L.M.K.Vandersypen@xxxxxxxxxx
U ontvangt dit bericht via de PWC-medialijst. U kunt zich afmelden via
www.platformwetenschapscommunicatie.nl.
Other related posts:
- » [PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Stabielere spin-qubits in doodgewoon silicium - Michel van Baal
