Ontwikkeling materialen die geschikt zijn voor het kwantumtijdperk

Het consortium QuMAT ontwikkelt efficiëntere materialen voor informatieverwerking, waarin elektronen over lange afstand reizen zonder te botsen om op die manier energie te besparen.

Trefwoorden: #energie, #quantum, #research, #simulatie

Lees verder

research

( Foto: fanjiann555 -123RF )

ENGINEERINGNET.BE - “Volgens de huidige voorspellingen is informatieverwerking in 2030 verantwoordelijk voor 30% van het wereldwijde elektrische energieverbruik," aldus prof. Daniel Vanmaekelbergh, consortiumleider van QuMAT en tevens verbonden aan de Nederlandse Universiteit Utrecht.

"Gelukkig is er nog veel terrein te winnen: dat je telefoon warm wordt als je hem gebruikt, komt door elektronen die onnodig met vibraties of onzuiverheden in het materiaal botsen en daarbij energie verliezen.”

Binnen QuMAT gaan de onderzoekers daarom een heel breed spectrum van veelbelovende nieuwe materialen ontwikkelen en onderzoeken.

Vanmaekelbergh: “Daarvoor gaan we verschillende soorten materialen combineren die elk één of enkele atomen dik zijn, bijvoorbeeld supergeleidende materialen met topologische isolatoren of met spin-golf materialen."

"Eerst kijken we met computersimulaties welke combinaties veelbelovend zijn, en daarna gaan we die materialen maken in het lab, want de resulterende eigenschappen zijn niet volledig theoretisch te voorspellen; één plus één is hier echt verschillend van twee, dat maakt het superspannend.”

Om verder vooruit te kijken dan traditionele computers, maken ook kwantumtechnologen deel uit van het consortium. “Er wordt in Nederland in het kader van kwantumtechnologie slechts naar een beperkt aantal materialen onderzoek gedaan,” aldus Vanmaekelbergh.

“Met dit project wil ik voorkomen wat er gebeurde bij de ontwikkeling van de huidige computerchips, die zijn gemaakt van silicium. Dat is een prima materiaal, maar toen er een paar jaar later snellere elektronische materialen werden gevonden, was er al te massief geïnvesteerd in silicium om nog van koers te veranderen."

"Voor het kwantumtijdperk zijn we nog op tijd om een serie van materialen te vinden die kwantumtechnologie robuuster en dus meer algemeen inzetbaar maken.”

Het project QuMAT ontvangt 21,5 miljoen euro van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek. Partners zijn onder meer UUtrecht, Radboud Universiteit, Rijksuniversiteit Groningen, TU Eindhoven en TU Delft.