Natuurkundigen maken kwantumcomputer met 'normale' halfgeleider-materialen

28 reacties

Een team van natuurkundigen uit Duitsland en de Verenigde Staten hebben samen een nieuwe manier gevonden om de onbetrouwbare aard van kwantummechanismes tegen te gaan. Het was al eerder mogelijk om een dergelijke computer te bouwen gebaseerd op bestaande halfgeleider-techniek, maar men kwam er onlangs achter dat belasting op de materialen voor verlies van kwantuminformatie zorgt.

De technologie is overigens gebaseerd op elektronen die individueel in een nanostructuur vastzitten, waarbij de rotatie van het deeltje als informatiedrager dient. 'Normaal' omhoog of omlaag dient als de klassieke 1 en 0, maar daar bovenop komen nog de superposities met daarmee dus extra informatie.

Daar zit dan ook een grote kracht van de kwantumcomputers in het algemeen: ze werken met zogenaamde quantum bits, ook wel qubits genaamd. Deze kunnen op verschillende manieren geïmplementeerd worden, bijvoorbeeld aan de hand van met fotonen (licht) of ionen (elektrisch geladen deeltjes). De informatie wordt aangepast met lasers, die het gedrag van de deeltjes aan kunnen passen.

Aan de hand van een extern magnetisch veld hebben de wetenschappers nu een manier gevonden om dergelijke data langer vast de houden. Zoals gezegd ontdekten de onderzoekers onlangs een nog onbekend mechanisme waardoor extra informatieverlies optrad. Er ontstonden namelijk kleine elektrische velden in het halfgeleidermateriaal, die de spin van de deeltjes aanpasten en daarmee binnen een paar honderd nanoseconde informatie 'vernietigden'.

Deze lekken kunnen volgens Alexander Bechthold's team echter uitgeschakeld worden met een magnetisch veld van ongeveer 1,5 tesla. Daarmee wordt de nucleaire rotatie gestabiliseerd en blijft de data dus intact. Men heeft grote verwachtingen voor de besproken technieken, vooral omdat ze gebaseerd zijn op halfgeleider-materialen die erg lijken op wat momenteel gebruikt wordt.

Een diepgaander (Engelstalig) verhaal is terug te lezen op de website van de Technische Universität München. Het volledige onderzoek is te lezen op nature.com, al zit dat wel achter een paywall.

Een elektron in zijn 'quantum dot' wordt beïnvloed door de rotatie van nabijgelegen deeltjes 

Bron: TUM

« Vorig bericht Volgend bericht »
0
*