[http://i2.cmail1.com/ti/d/26/A42/D6A/232637/zegel3.jpg]
9 juni 2015
Nieuwe bouwsteen voor de kwantumcomputer
De race om de kwantumcomputer is in volle gang. Morten Bakker zette een flinke
stap vooruit met qubits (een qubit is een eenheid van kwantuminformatie) die in
grote aantallen op een chip te produceren zijn. Qubits die fotonen
(lichtdeeltjes) uitwisselen kunnen de basis vormen van een kwantumcomputer.
Microtorentjes
Morten Bakker heeft de afgelopen jaren op de 9e verdieping van het Huygens
laboratorium chips getest die als basis voor de toekomstige kwantumcomputer
zouden kunnen dienen. Gewone chips zijn meestal gemaakt van de halfgeleider
silicium, maar Bakkers experimentele chips bestaan uit laagjes van andere
halfgeleiders, indiumarsenide en galliumarsenide. Deze chips – de onderzoekers
zelf spreken van samples - worden speciaal gemaakt in Santa Barbara,
Californië, waar een deel van de onderzoeksgroep van Bakkers promotor Dirk
Bouwmeester zit. Het is mogelijk om in zo'n chip een patroon van microtorentjes
te bouwen, en na koeling van het sample tot 5 graden boven het absolute nulpunt
(-268 graden celsius) fungeert elk torentje als één qubit.
Slechts honderd qubits
De klassieke computer, die we allemaal op ons bureau en in onze telefoon
hebben, berust op een netwerk van miljarden elektronische schakelaartjes
('bits'), die razendsnel switchen tussen de aan- en uit- stand (1 of 0). Een
qubit is een bit dat in een mix van de toestanden 1 en 0 tegelijk kan bestaan.
Hoe vreemd het ook klinkt: daardoor zal een kwantumcomputer miljarden
berekeningen tegelijk kunnen uitvoeren. Een kwantumcomputer zal met slechts een
stuk of honderd qubits de klassieke computer verre overtreffen
Virtueel atoom tussen spiegeltjes
Bakker is er met zijn promotie-onderzoek, samen met zijn co-promotor Martin van
Exter, in geslaagd om dit type qubit praktisch hanteerbaar te maken. De kern
bestaat uit een quantum dot, een virtueel atoom, dat in twee energietoestanden
('0' en '1') kan verkeren. Bakker: 'Het is in feite een klompje van een paar
duizend atomen waarin één extra elektron zit opgesloten.' Daar omheen, in het
materiaal zelf, zit een trilholte, vergelijkbaar met twee holle spiegeltjes.
Het 'lezen' en 'schrijven' van de toestand van het virtuele atoom moet gebeuren
met infrarood laserlicht, en slechts dankzij de trilholte, die het licht vangt
en dit zo'n tweeduizend maal langs het atoom heen en weer kaatst, is één foton
daarvoor al genoeg. En die extreme zuinigheid is weer nodig, omdat anders het
mysterieuze kwantumkarakter van de bits niet behouden blijft.
Goede samples zijn zeldzaam
Het maken van zulke samples is moeilijk, omdat de eigenschappen van de
trilholte en het atoom precies op elkaar moeten passen. Een perfect uitgevallen
sample is een lot uit de loterij, maar gelukkig had Bakker er niet veel nodig:
'Als ze eenmaal koud zijn, slijten ze niet. We hebben een heel goed sample
gehad dat meer dan een jaar continu gewerkt heeft. Maar toen sloeg hier de
bliksem in, waardoor de koeling uitviel. Toen we de opstelling weer hadden
gekoeld, waren de eigenschappen van het sample veranderd en was het niet goed
meer.'
Kwantuminformatie uitwisselen
Het 'lezen' en 'schrijven' van losse qubits met individuele infrarood fotonen
heeft men dankzij Bakkers onderzoek nu redelijk onder de knie. De volgende - en
niet geringe - uitdaging is, om dit type qubits ook onderling kwantuminformatie
te laten uitwisselen door middel van fotonen. Als ook dat lukt, is de
kwantumcomputer in principe een feit. Dat zal een project voor zijn opvolgers
worden, want Bakker zelf is van plan zijn carrière buiten de universteit voort
te zetten, als onderzoeker bij een bedrijf als ASML of Philips.
Link naar online
artikel<http://persberichten.cmail1.com/t/d-l-jrlrft-jlkyurtku-j/>
________________________________
Noot voor de pers, niet voor publicatie
Voor meer informatie:
Morten Bakker: mortenbakker@xxxxxxxxx<mailto:mortenbakker@xxxxxxxxx>
Voor interviews deze week dagelijks bereikbaar van 10:00 – 17:00 uur, op
woensdag tot 15:00 uur.
Inès van Arkel, Adviseur Wetenschapscommunicatie: 071-5273282 /
i.van.arkel@xxxxxxxxxxxxxxxx<mailto:i.van.arkel@xxxxxxxxxxxxxxxx>
________________________________
Over de Universiteit Leiden
De Universiteit Leiden is een internationaal georiënteerde
onderzoeksuniversiteit. De universiteit biedt hoogwaardig onderzoek en
academisch onderwijs in het alfa- gamma- en bètadomein. De Universiteit
Leiden<http://persberichten.cmail1.com/t/d-l-jrlrft-jlkyurtku-t/> heeft 4.200
mensen in dienst en leidt 24.500 studenten met 110 nationaliteiten op.
Wilt u onze wekelijkse nieuwsbrief ontvangen?
Aanmelden<http://persberichten.cmail1.com/t/d-l-jrlrft-jlkyurtku-h/>
Afmelden van onze
persberichten<http://persberichten.cmail1.com/t/d-u-jrlrft-jlkyurtku-r/> |
Adreswijziging
doorgeven<http://persberichten.updatemyprofile.com/d-jrlrft-74460B15-jlkyurtku-y>
