Wetenschappers vinden revolutionaire flip-flop kwantumcomputer uit
Onderzoekers aan de universiteit van Nieuw-Zuid-Wales (Australië) hebben een nieuwe manier uitgewerkt om qubits te creëren. Qubits vormen de basis van kwantumcomputers, die erg snel parallelle taken kunnen uitvoeren. Vooralsnog slagen wetenschappers er niet in kwantumcomputers met veel qubits te creëren, maar hier brengen de zopas uitgevonden flip-flop qubits verandering in. Zonder dat je een volledige kamer moet vullen met computermateriaal, kan je een krachtige kwantumcomputer creëren.
Werking
Een flip-flop qubit bestaat uit een fosforatoom, waarbij de draairichting van het elektron en de nucleus de waarde van het deeltje bepaalt. Draait de elektron naar boven, terwijl de nucleus een omgekeerde spin heeft, dan stelt de qubit een 1 voor. Andersom spreken we van een 0. De superpositie van deze draaistatussen wordt gebruikt voor kwantumoperaties.
Bij andere technieken kan je de status van een atoom veranderen met behulp van een magnetisch veld. Wetenschappers kunnen een flip-flop qubit echter van waarde veranderen met een elektrisch veld. Dat heeft twee voordelen. In de eerste plaats kan je de qubits eenvoudiger integreren in een elektronisch circuit. Nog belangrijker is echter het feit dat de qubits over langere afstanden met elkaar kunnen communiceren.
“Om met de qubits te werken, moet je het elektron een beetje van de nucleus wegtrekken met behulp van elektrodes. Door dat te doen, creëer je eveneens een elektrische dipool,” vertelt Dr. Guilherme Tosi. “Dat is het cruciale punt,” voegt professor Andrea Morello daar aan toe. “Deze elektrische dipolen interageren met elkaar over vrij lange afstanden, zo’n 1.000 nanometer. Hierdoor is er voldoende plaats voor klassieke componenten zoals interconnecties, controle-elektrodes en uitleesapparatuur.”
[related_article id=”171366″]Revolutionair
De wetenschappers spreken zelf over een revolutionaire uitvinding. Teamleider Morello vergelijkt hun uitvinding zelfs met de paper van Bruce Kane uit 1998. Deze paper startte het onderzoek naar silicium-kwantumcomputers.
“Net zoals de paper van Kane, is dit een theorie, een voorstel – de qubit moet nog gebouwd worden,” legt Morello uit. “We hebben voorafgaande experimentele data die suggereert dat ons voorstel volledig haalbaar is, dus werken we eraan om het te demonstreren. Maar ik denkt dat dit even visionair is als Kanes oorspronkelijke paper.”
Onderzoekers aan de universiteit van Nieuw-Zuid-Wales (Australië) hebben een nieuwe manier uitgewerkt om qubits te creëren. Qubits vormen de basis van kwantumcomputers, die erg snel parallelle taken kunnen uitvoeren. Vooralsnog slagen wetenschappers er niet in kwantumcomputers met veel qubits te creëren, maar hier brengen de zopas uitgevonden flip-flop qubits verandering in. Zonder dat je een volledige kamer moet vullen met computermateriaal, kan je een krachtige kwantumcomputer creëren.
Werking
Een flip-flop qubit bestaat uit een fosforatoom, waarbij de draairichting van het elektron en de nucleus de waarde van het deeltje bepaalt. Draait de elektron naar boven, terwijl de nucleus een omgekeerde spin heeft, dan stelt de qubit een 1 voor. Andersom spreken we van een 0. De superpositie van deze draaistatussen wordt gebruikt voor kwantumoperaties.
Bij andere technieken kan je de status van een atoom veranderen met behulp van een magnetisch veld. Wetenschappers kunnen een flip-flop qubit echter van waarde veranderen met een elektrisch veld. Dat heeft twee voordelen. In de eerste plaats kan je de qubits eenvoudiger integreren in een elektronisch circuit. Nog belangrijker is echter het feit dat de qubits over langere afstanden met elkaar kunnen communiceren.
“Om met de qubits te werken, moet je het elektron een beetje van de nucleus wegtrekken met behulp van elektrodes. Door dat te doen, creëer je eveneens een elektrische dipool,” vertelt Dr. Guilherme Tosi. “Dat is het cruciale punt,” voegt professor Andrea Morello daar aan toe. “Deze elektrische dipolen interageren met elkaar over vrij lange afstanden, zo’n 1.000 nanometer. Hierdoor is er voldoende plaats voor klassieke componenten zoals interconnecties, controle-elektrodes en uitleesapparatuur.”
[related_article id=”171366″]Revolutionair
De wetenschappers spreken zelf over een revolutionaire uitvinding. Teamleider Morello vergelijkt hun uitvinding zelfs met de paper van Bruce Kane uit 1998. Deze paper startte het onderzoek naar silicium-kwantumcomputers.
“Net zoals de paper van Kane, is dit een theorie, een voorstel – de qubit moet nog gebouwd worden,” legt Morello uit. “We hebben voorafgaande experimentele data die suggereert dat ons voorstel volledig haalbaar is, dus werken we eraan om het te demonstreren. Maar ik denkt dat dit even visionair is als Kanes oorspronkelijke paper.”
