[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Grafeentrommeltjes als toekomstig quantumgeheugen

From: Michel van Baal <M.vanBaal@xxxxxxxxxx>
To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
Date: Mon, 25 Aug 2014 08:13:40 +0000
Grafeentrommeltjes als toekomstig quantumgeheugen
[cid:image003.png@01CFC04D.3DBD61B0]
Wetenschappers van het Kavli Instituut van de TU Delft hebben extreem kleine 
trommeltjes van grafeen gemaakt, die ze kunnen 'aanslaan' met fotonen. Daarbij 
kunnen ze de beweging van het 'trommelvel' nauwkeurig meten.  Dankzij hun 
bijzondere mechanische eigenschappen kunnen grafeentrommeltjes mogelijk 
gebruikt worden als sensoren, bijvoorbeeld in mobiele telefoons, of mogelijk 
ook als geheugenchips in toekomstige quantumcomputers. De wetenschappers 
publiceren hun resultaten deze week in Nature Nanotechnology. Het onderzoek is 
mogelijk gemaakt door Stichting FOM, NWO en het EU Marie-Curieprogramma.

Trommelvel
Grafeen staat bekend om z'n speciale elektrische eigenschappen, maar het 
onderzoek aan de koolstoflaagjes -slechts 1 molecuul dik- richt zich 
tegenwoordig ook op het mechanische gedrag. Dankzij het extreem lage gewicht 
van grafeen kunnen wetenschappers kleine stukjes gebruiken op een manier die 
vergelijkbaar is met het trommelvel van een drummer: wetenschappers gebruiken 
microgolfstraling om de trommel 'te bespelen', om naar het resulterende 
'nano-geluid' te luisteren en om te onderzoeken hoe de grafeenlaag precies 
beweegt.

Optomechanica
Vibhor Singh en zijn collega's gebruikten grafeen als spiegel in een zogenaamde 
'optomechanical cavity'. Optomechanica gebruikt interferentiepatronen om 
extreem kleine bewegingen van een object te kunnen waarnemen. "In dit 
experiment schoten we microgolffotonen naar het 4 micrometer grote 
grafeentrommeltje. Door te kijken naar de manier waarop het trommeltje de 
fotonen terugkaatst, kunnen we de bewegingen van het grafeentrommeltje volgen 
met een nauwkeurigheid van 17 femtometer- bijna 1/10.000ste van de diameter van 
een atoom", vertelt Singh.


Versterker
[cid:image005.jpg@01CFC04D.3DBD61B0]<https://www.youtube.com/watch?v=JMMfDfGqIfw&;>De
 onderzoekers gebruikten de microgolven niet alleen om de beweging van het 
trommelvel te meten maar ook om er kracht op uit te oefenen. De kracht van 
licht is extreem klein, maar door de extreem lage massa van grafeen en de hoge 
meetnauwkeurigheid konden de wetenschappers effectief met fotonen op de trommel 
'slaan'. Met behulp van het momentum van de fotonen konden de wetenschappers 
een extreem kleine versterker creëren. Deze versterkt de microgolfsignalen, 
zoals ook bijvoorbeeld een telefoon gebruikt, door de mechanische beweging van 
de grafeentrommel.

Quantumgeheugen
De wetenschappers laten in de publicatie ook zien hoe deze trommeltjes gebruikt 
kunnen worden als 'geheugenchips' voor fotonen, door de fotonen om te zetten in 
mechanische trilling en die te bewaren tot 10 milliseconden. Voor een 
computerchip is dat een zeer lange tijd. "Een langetermijndoel van het 
onderzoek is om het quantumgedrag van grafeentrommeltjes te bestuderen. Als je 
met een stok op een gewoon drumstel slaat, zal het vel gaan trillen: het 
beweegt op of neer. Het vel van een quantumtrommel kan niet alleen op of neer 
bewegen, maar ook op en neer tegelijkertijd, in quantumsuperpositie", aldus 
Gary Steele, leider van de onderzoeksgroep. "Dit quantumgedrag is niet alleen 
wetenschappelijk interessant, het zou ook een praktische toepassing kunnen 
krijgen in de toekomstige quantumcomputer, als 'geheugenchip'".

In een quantumcomputer kunnen de bits 0 en 1 tegelijkertijd zijn, wat extreem 
sneller rekenwerk mogelijk maakt. Quantum grafeentrommeltjes die op en neer 
tegelijk kunnen bewegen, kunnen mogelijk gebruikt worden om een quantum 
rekenresultaat te bewaren, en later weer uit te lezen door naar het 
'quantumgeluid' van het trommeltje te luisteren.

Noot voor de redactie:
Voor meer informatie: Gary Steele, 015 278 3402, 
g.a.steele@xxxxxxxxxx<mailto:g.a.steele@xxxxxxxxxx>
http://steelelab.tudelft.nl/

Publicatie: "Optomechanical coupling between a multilayer graphene mechanical 
resonator and a superconducting microwave cavity", Nature Nanotechnology 24 
augustus 2014.
http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2014.168.html

Animatie: https://www.youtube.com/watch?v=JMMfDfGqIfw&; (vrij te gebruiken)

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, Communication, Postbus 5, 2600 AA 
Delft, www.tudelft.nl<http://www.tudelft.nl/>.
[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Grafeentrommeltjes als toekomstig quantumgeheugen

Other related posts:
