Constructie van 50 perfecte fotonen voor bouw quantumcomputer

UTwente heeft een stap in de richting gezet om perfecte fotonen te maken voor quantumcomputers, door te sleutelen aan de structuur van het optische kristal in een veelgebruikte lichtbron.

Trefwoorden: #filter, #foton, #imperfectie, #kamertemperatuur, #kristal, #kristalstructuur, #manipuleren, #quantumcomputer, #quantumlichtbron, #quantumsuprematie, #qubit, #supergeleidend, #technologie, #UTwente

Lees verder

research

( Foto: UTwente )

ENGINEERINGNET.BE - De eerste bewijzen van ‘quantum supremacy’ zijn er al, vooral op complexe theoretische problemen en uitgevoerd met supergeleidende qubits. Vijftig zijn daarvan nodig om het verschil te maken. Dat geldt ook als je fotonen in plaats van qubits gebruikt.

Fotonen zijn om diverse redenen aantrekkelijk: ze werken ook bij kamertemperatuur en zijn stabieler dan qubits. Maar de fotonen moeten wel perfect zijn.

Nu kan het zijn dat de quantumlichtbron te grote verliezen heeft, dan komt een foton niet altijd aan. Een foton dat onderweg is in een stelsel van lichtgeleidende kanaaltjes kun je ook kwijtraken en daarmee ook de resultaten van de quantumberekeningen.

Beschikbare lichtbronnen produceren nu vooral fotonen die net niet helemaal identiek zijn. Het een is rood, het ander iets meer oranje. Een filter gebruiken om ze allebei rood te maken, lijkt dan het meest logisch.

Toch gaat dan een deel van elk foton verloren. Vaak zijn quantumberekeningen dan niet meer mogelijk: de imperfecties blijven aan elkaar gekoppeld. Of, ondanks de tekortkomingen functioneert het wel, maar blijft het maximaal haalbare aantal ver onder de 50: weg is de suprematie.

Onderzoekers van UTwente hebben nu bekeken of je het probleem bij de bron kunt aanpakken, door de kristalstructuur van de quantumlichtbron te verbeteren.

Door te ‘spelen’ met de voorkeursrichtingen in het kristal en die op te delen in domeinen, is het mogelijk om het licht precies de gewenste eigenschappen mee te geven. Het wordt dan beter mogelijk om het minimum van 50 perfecte fotonen te bereiken.

Met vaste domeinen in het kristal wordt al decennia gewerkt, het is de kunst om de domeinen juist te variëren om het licht ‘op maat te maken’.

Zo ver is het nog niet, al wordt op verschillende plekken in de wereld gewerkt aan deze manier van manipuleren van licht. Het onderzoek helpt in elk geval bij het verbeteren van deze technologie en bij het perfectioneren van de fotonen.