[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Delfts succes met uitlezen dubbel kwantumbit in Science
- From: Michel van Baal <M.vanBaal@xxxxxxxxxx>
- To: "'pwc-media@xxxxxxxxxxxxx'" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
- Date: Fri, 5 Aug 2011 07:13:41 +0000
Delfts succes met uitlezen dubbel kwantumbit in Science
Wetenschappers van het Kavli Institute of Nanoscience van de TU Delft en de
Stichting FOM hebben opnieuw een stapje gezet in de richting van een
toekomstige, supersnelle kwantumcomputer. Ze zijn erin geslaagd om twee spins,
de elementaire bouwstenen van zo'n computer, betrouwbaar uit te
[cid:image003.jpg@01CC534F.F7904210] lezen. De wetenschappers publiceren deze
week online over hun resultaten in Science Express.
Spins in een doosje
In de voorbije jaren hebben wetenschappers van de TU Delft grote vorderingen
gemaakt bij het onderzoek naar kwantumberekeningen en de kwantumcomputer. Zo
kunnen ze één enkel elektron opsluiten in een 'kwantumdoosje' (kwantumdot). De
spin van het opgesloten elektron dient als kwantumbit (qubit), de elementaire
bouwsteen van een toekomstige, supersnelle kwantumcomputer. De spin is,
vereenvoudigd gesteld, de draairichting van het elektron. Draait het elektron
de ene kant op, dan is het een spin-up elektron; draait het de andere kant op,
dan heet het een spin-down elektron. Deze draairichtingen representeren de
toestand '0' of '1' in een qubit.
Dubbel
Het was al langer mogelijk om de spin van één elektron in een qubit uit te
lezen; de TU Delft slaagde hier als eerste in. De universiteit was verder de
eerste die een enkele spin wist te manipuleren. Nu is een team onderzoekers
onder leiding van prof. Lieven Vandersypen van het Kavli Institute of
Nanoscience van de TU Delft er ook als eerste in geslaagd om de toestand van
twee spins uit te lezen.
De wetenschappers creëerden twee kwantumdots, met in beide een opgesloten
elektron. De uitlezing gebeurt door elk elektron al dan niet uit de dot te
laten wegspringen, afhankelijk van zijn spin-toestand. Met een ladingsmeter
meten de onderzoekers of het elektron wegspringt, en dan weten ze ook meteen
wat de spin-toestand was.
Single shot uitlezing
Dit gebeurt bovendien in één keer (single shot meting). Ieder shot geeft de
toestand van allebei spins. Dit is cruciaal om correlaties tussen de twee
qubits te kunnen meten. Eerste auteur Katja Nowack: 'Erg leuk was dat als we
twee spins in een zogeheten verstrengelde toestand brachten, de twee spins
steeds tegengestelde uitkomsten gaven: als de ene down gaf, gaf de andere up,
en vice versa, precies zoals voorspeld door de kwantumtheorie.' Verstrengeling
is een bijzonder kwantummechanisch verschijnsel dat van groot belang is voor
kwantum-informatie. Twee verstrengelde spins kunnen niet los van elkaar gezien
worden: hun toestanden zijn met elkaar verbonden, ook als ze zich op grote
afstand van elkaar zouden bevinden.
Twee-qubit gate
[cid:image006.jpg@01CC534F.F7904210]Een qubit kunnen uitlezen is belangrijk,
maar je moet er ook mee kunnen rekenen. De Delftse onderzoekers hebben ook
voor het eerst volledig aangetoond dat de zogeheten exchange-gate tussen twee
spins werkt. Daarbij duwen ze de spins voor een korte tijd (zo'n 10
nanoseconden) dichter bij elkaar, zodat die elkaars invloed voelen en hun
spin-toestand deels of geheel wordt uitgewisseld.
Toekomst
In de huidige metingen werd een betrouwbaarheid van 86 procent bereikt. Maar
volgens de onderzoekers kan dit getal door technische aanpassingen nog hoger
worden. De resultaten suggereren duidelijk dat het mogelijk is om dubbele (of
nog uitgebreidere) qubits uit te lezen en dat dit kan worden gebruikt om twee
qubit-gates en correlaties te testen. Daarmee is weer een stap gezet op weg
naar een functionerende kwantumcomputer.
Noot voor de redactie:
Voor meer informatie:
Katja Nowack, k.c.nowack@xxxxxxxxxx, 06 4392 7508
Lieven Vandersypen,
L.M.K.Vandersypen@xxxxxxxxxx<mailto:L.M.K.Vandersypen@xxxxxxxxxx>, 06 4826 9582
Kavli Institute of Nanoscience TU Delft
Artikel: "Single-Shot Correlations and Two-Qubit gate of Solid-State Spins":
http://www.sciencemag.org/content/early/2011/08/03/science.1209524
Auteurs: Katja Nowack, Mohammad Shafiei, Martin Laforest, Guenevere
Prawiroatmodjo, Lars Schreiber, Christian Reichel*, Werner Wegscheider*, en
Lieven Vandersypen.
* Solid State Physics Laboratory, ETH Zurich
Bijschrift bij de figuren:
1) AFM plaatje van dubbele kwantum dot. Met behulp van metalen elektrodes op
een halfgeleidersubstraat kan precies 1 elektron worden opgesloten in elke
kwantum dot.
2) Twee elektronen die dicht bij elkaar gebracht worden voelen elkaars invloed
en draaien om elkaar heen, waardoor de "exchange-gate" wordt uitgevoerd, een
elementaire rekenstap voor een kwantum computer.
U ontvangt dit bericht via de PWC-medialijst. U kunt zich afmelden via
www.platformwetenschapscommunicatie.nl<file:///\\www.platformwetenschapscommunicatie.nl>.
Dit bericht is afkomstig van de TU Delft, Marketing & Communicatie, Postbus 5,
2600 AA Delft, www.tudelft.nl<http://www.tudelft.nl/>.
Other related posts:
- » [PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Delfts succes met uitlezen dubbel kwantumbit in Science - Michel van Baal
