scanning electron image of the nanowire device with gate electrodes used to electrically control qubits, and source and drain electrodes used to probe qubit states.
Een kwantumcomputer kan in theorie sommige rekenklussen sneller uitvoeren dan alle huidige computers gezamenlijk. Maar daarvoor moeten eerst goed functionerende qubits gemaakt worden. Vier nanotechnologen hebben nu een qubit gemaakt met de spin van één elektron, die goed lees- en schrijfbaar is.
De kleinste functionele eenheid in een gewone computer is de bit: een schakelaar staat aan of uit, door een draad loopt wel of geen stroom. Als je die twee toestanden 0 of 1 laat betekenen, komt een bit overeen met de kleinste mogelijke hoeveelheid informatie.
Een kwantumcomputer moet echter opgebouwd zijn uit qubits: eenheden die in een superpositie van de toestanden 0 en 1 verkeren. Superpositie is iets typisch kwantummechanisch; het betekent dat een voorwerp in alle mogelijke toestanden (in dit geval dus 0 en 1) tegelijk verkeert. Pas als je de qubit uitleest, 'vervalt' deze met een zekere waarschijnlijkheid tot 0, danwel 1. Het is dit geheimzinnige verschijnsel, waardoor een hypothetische kwantumcomputer sommige rekenklussen bijna in één stap kan doen, in plaats van via miljarden opeenvolgende rekenstapjes.
Vier fysici presenteren nu een dubbele qubit, gemaakt van twee elektronen die ieder in een kwantumdot zitten, een virtueel 'kooitje' in een dunne, halfgeleidende draad van indium-arseen. Vier nog dunnere nanodraden van metaal zorgen voor de elektrische contacten. Het geheel is afgekoeld tot een fractie van een graad boven het absolute nulpunt.
Elektronen hebben spin het kwantummechanisch equivalent van rotatie maar die kan, zodra je deze meet, maar twee waarden aannemen: + ½ of - ½ (in gangbare eenheden). Een elektronspin moet dus als qubit kunnen fungeren.
Lees meer ... Noorderlicht
