Delftenaren lezen vier kwantumbits uit

22 september 2011

Wetenschappers van de TU Delft en Fom zijn erin geslaagd om vier kwantumbits op een chip van diamant zeer nauwkeurig uit te lezen. Hun werk vormt een belangrijke stap naar een kwantumcomputer en maakt het mogelijk om kwantumalgoritmes zoals teleportatie te gaan testen op een chip, aldus een persbericht.

De spin van atoomkernen zijn erg geschikt om kwantumbits in op te slaan, omdat ze nauwelijks wisselwerking vertonen met de omgeving en dus stabiel zijn. Om dezelfde reden zijn ze echter moeilijk uit te lezen. Het Delftse Fom-team onder leiding van Ronald Hanson heeft dit probleem opgelost door een gevangen elektron als tussenstation van de meting te gebruiken.

De onderzoekers kunnen de toestand van het elektron snel en nauwkeurig bepalen. Hiervoor sturen ze laserpulsen van een nauwkeurig ingestelde golflengte op het elektron. Het elektron absorbeert het licht en zendt het weer uit als het in de toestand 0 is, maar doet niets als het in toestand 1 is.

Elektronen kunnen als handig tussenstation dienen voor het meten van atoomkernspin. Meting verandert de toestand van de kern niet.

Om de spinrichting van de atoomkernen ook uit te lezen, voeren de onderzoekers eerst nog een kwantumoperatie uit. Het elektron komt dan in een verstrengelde toestand met de atoomkernen, waardoor informatie van het atoom overgaat op het elektron. Vervolgens lezen zij de toestand van het elektron uit, waarmee ze de oorspronkelijke toestand van de atoomkernen herleiden.

Deze meettechniek is bijzonder omdat de meting de toestand van de atoomkernen niet verandert. Daardoor is de methode ook een goede manier om de kernen klaar te zetten voor verdere kwantumberekeningen en dus voor gebruik in een kwantumcomputer. De onderzoekers laten daarvan een voorproefje zien door het geraamte van een kwantumcomputer – het uitlezen van vier kwantumbits in diamant - te tonen.

Paul van Gerven

Terug naar overzicht