NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2013/kruispunten-van-nanodraden-de-qubits-van-de-quantumcomputer-nr-i26/

Geprint op :
14 december 2018
10:30:57

De jacht op het Majorana-deeltje, een raadselachtige deeltje dat zijn eigen antideeltje is, loopt nog. In 2012 vonden nanowetenschappers van de TU Delft, de TU Eindhoven en FOM een deeltje dat erg op de gezochte Majorana lijkt: 'it walks, talks and looks like a Majorana'. Of hun vondst ook daadwerkelijk een Majorana-deeltje is, moet blijken uit vervolgonderzoek.

Op zoek naar niks
Het gedrag  van de Majorana hangt nauw samen met zijn bijzondere eigenschappen, of eigenlijk het gebrek daaraan. Deeltjes die hun eigen antideeltje zijn, hebben geen lading, zijn niet magnetisch en hebben geen energie. Als de Majorana wél een zulke eigenschappen had, waren het deeltje en zijn antideeltje immers niet precies hetzelfde. De eerste tekenen van het eigenschaploze deeltje zijn in 2012 door de Delftse groep waargenomen in een nanodraadje, gekoppeld aan een supergeleider.

Als het hier echt gaat om vaste-stof-Majorana's, zouden deze deeltjes voldoen aan niet-Abelse statistiek. Dat bekent dat de deeltjes niet commutatief zijn: als je de deeltjes linksom draait, krijg je een ander resultaat dan wanneer je ze rechtsom draait. Het ultieme bewijs dat het gevonden deeltje een Majorana is, verkrijg je dus pas als je met meerdere deeltjes kunt schuiven en zo deze eigenschap kunt beproeven. Voor dat schuiven zijn kruispunten van nanodraden nodig.

Quantumcomputer
Het niet-abelse gedrag maakt deze deeltjes geschikt voor het gebruik in toekomstige quantumcomputers. Een kruispunt van nanodraden kan namelijk dienen als bouwsteentje van zo'n computer: een 'qubit' die tegelijk '0' en '1' kan zijn.

De Leidse groep van Carlo Beenakker heeft in 2013 het recept voor zo’n qubit geformuleerd. Volgens dat recept heb je twee kruispunten van nanodraadjes nodig, twee 'X'-en. In een recent artikel laat de groep van Erik Bakkers uit Eindhoven een methode zien om dergelijke kruispunten te maken. De 'X-en' zijn één kristallijn en bestaan uit indium-antimoon, dat bij uitstek geschikt is om Majorana’s in te vormen. Eerste transportmetingen laten zien dat de kwaliteit van de draden prima is. Er kan zelfs een superstroom door het kruispunt lopen – een essentieel element om Majorana’s te vormen. Dit is een belangrijke stap in de jacht op het mysterieuze deeltje.