Quantumcomputer dichterbij door ‘gaten-spin’

Bron: http://www.universityobserver.ie/2012/09/19/the-big-barnes-theory-the-quantum-machine/
07 - 03 - 2013 ► 12:52



De computer van de toekomst, de quantumcomputer, lijkt weer een stapje dichterbij te komen. Nederlandse onderzoekers onder leiding van Vlad Pribiag zijn er onlangs in geslaagd ‘gaten-spins’ elektrisch te manipuleren, zodat deze mogelijk later geschikt zullen zijn voor een stabielere en snellere overdracht van quantuminformatie. Hun onderzoek werd op 17 februari  gepubliceerd in Nature Nanotechnology.

Onderzoekers speuren al enige tijd naar een alternatief voor de huidige computer. “Met quantumcomputers kun je berekeningen doen die je met de gewone computers van nu niet kunt doen”, zegt Ilse van Weperen, een van de onderzoekers. Traditionele computers bevatten ‘bits’, die ofwel een 0, ofwel een 1 representeren. Een computer kan met een rij van nullen en enen verschillende bewerkingen uitvoeren. Quantumcomputers bevatten ook informatiedragers, maar deze worden ‘qubits’, of ‘quantumbits’ genoemd. Het verschil met bits is dat qubits  op hetzelfde moment zowel een 0 als een 1 kunnen representeren. Op basis van deze ‘schizofrene’ eigenschap van qubits en de mogelijkheid tot het maken snellere berekeningen, worden quantumcomputers gebouwd.

Elektronen-spins versus gaten-spins


Tot nu toe richtte het meeste onderzoek naar informatieoverdracht in quantumcomputers zich op het gebruik van elektronen-spins als informatiedragers. “Het is echter lastig om in qubits de quantuminformatie langer te behouden, omdat de quantumtoestand waarin de informatie is gecodeerd, gevoelig is voor veranderingen in de omgeving”, legt Van Weperen uit. De plekken waar elektronen afwezig zijn, worden ‘gaten’ genoemd. Een elektron laat zo’n gat achter als het wordt verheven naar een hoger energieplan. Zowel elektronen als ‘gaten’ hebben een magnetisch moment, ook wel de ‘spin’ genoemd, en deze ‘spin’ van elektronen of gaten kan als informatiedrager in quantumcomputers dienen.

Snellere berekeningen met gaten-spins


Een probleem met de elektronen-spins is dus dat ze de opgeslagen informatie snel verliezen. De spins van gaten worden als een betere optie gezien voor het opslaan van informatie, maar deze gaten konden tot nu toe niet goed worden onderzocht. “Met enkele elektronen werd al eerder onderzoek gedaan, maar dit is de eerste keer dat het met gaten-spins is gelukt”, zegt Van Weperen. De elektrische manipulatie van gaten-spins heeft daarnaast ten doel de snelheid van de overdracht van deze informatie te verhogen. “Door snellere manipulatie van gaten-spins kunnen er uiteindelijk snellere quantumberekeningen worden gemaakt, voordat de quantuminformatie verloren gaat.”

Anneke Kornelis



Geen reacties mogelijk.

artikelen van Anneke Kornelis:
Nu in de aanbieding: wandelpad
Quantumcomputer dichterbij door ‘gaten-spin’
Kankerpatiënt ontevreden over nazorginformatie
Levendige grafieken op gapminder.org