NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2013/spooky-action-tussen-twee-quantumcomputerchips-nr-73/

Geprint op :
17 december 2018
19:46:56

Verstrengeling is een intrigerend gevolg van de wetten van de quantummechanica. Als twee deeltjes verstrengeld zijn, smelten hun identiteiten samen: hun gezamenlijke toestand is exact bepaald, maar hun afzonderlijke identiteit is verdwenen. Verstrengelde deeltjes gedragen zich als één, ook als ze ver van elkaar verwijderd zijn. Einstein geloofde deze voorspelling niet en noemde dit "spooky action at a distance".

Quantumcomputers
Verstrengelde toestanden vormen het hart van toekomstige quantumcomputers. In een quantumcomputer kunnen de bouwstenen – de quantumbits – door gebruik te maken van verstrengeling op een unieke manier samenwerken zodat er een enorme rekenkracht ontstaat. Een quantumcomputer met vierhonderd quantumbits bevat al meer bits aan informatie dan het aantal atomen in het heelal. De laatste jaren is het gelukt om quantumbits binnen een chip met elkaar te verstrengelen. Nu is dat voor het eerst gelukt met quantumbits op verschillende chips.

De onderzoeksgroep van FOM-werkgroepleider prof.dr.ir. Ronald Hanson (Kavli Institute of Nanoscience,  Technische Universiteit Delft) maakt quantumbits van elektronen in diamant. Ze kunnen de spin van deze deeltjes (de draairichting, die de 'nul' of 'een' van de quantumbits vormt) vooraf bepalen, controleren en vervolgens ook uitlezen.

Succesvolle verstrengeling
De onderzoekers hebben twee elektronen op enkele meters afstand van elkaar verstrengeld. Omdat de elektronen elkaar niet direct voelen op deze afstand, gebruikten de onderzoekers lichtdeeltjes om de verstrengeling over te brengen. Vervolgens bepaalden zij de spintoestanden van beide elektronen. Hoewel de spinrichting van de afzonderlijke deeltjes volledig willekeurig was, precies zoals de quantummechanica voorschrijft, bleken de spinrichtingen van de twee elektronen samen altijd tegengesteld te zijn. Dat bewijst de succesvolle verstrengeling.

Naast dat het werk nieuw fundamenteel inzicht opleverde, zijn er ook twee redenen waarom het resultaat, gepubliceerd in Nature, van aanzienlijk belang is voor radicaal nieuwe technologieën. Ten eerste is het een belangrijke stap naar een quantumnetwerk tussen toekomstige quantumcomputers – een quantuminternet. Ten tweede is deze verstrengeling een basisingrediënt voor het volledig veilig versturen van informatie door middel van teleportatie. Bij teleportatie reist de informatie niet door de tussenliggende ruimte en kan daarom niet worden afgeluisterd.

Zie de website van de onderzoeksgroep voor extra informatie en filmpjes.