Quantumgeluid verbindt quantumapparaten van de toekomst

Natuurkundigen van het Gröblacher-lab van de Nederlandse TU Delft hebben een apparaat gebouwd dat verschillende quantumapparaten en qubits met elkaar kan verbinden.

Trefwoorden: #quantum, #research, #TU Delft

Lees verder

research

( Foto: TU Delft - Amirparsa Zivari) )

ENGINEERINGNET.BE - Het netwerk dat onderzoekers Simon Gröblacher, Amirparsa Zivari en Niccolò Fiaschi bouwden, bestaat uit golven die door een quantumchip reizen. Deze golven worden fononen genoemd: mechanische trillingen in de chip.

Fononen zijn nuttige deeltjes om verschillende soorten quantumapparatuur te koppelen, omdat ze zich kunnen verbinden met bijna alle andere soorten quantumsystemen, zoals fotonen of elektronen.

Zivari: “We hebben een voortbewegende verstrengelde toestand gecreëerd op onze chip, die erg nuttig is om twee qubits te verbinden, en toonden aan dat de fononen die door onze chip reizen verstrengeld zijn met fotonen. We kunnen deze fotonen gebruiken om informatie over lange afstanden te verzenden, en ook met een optische vezel naar een andere stad zijn te sturen.”

Met behulp van een golfgeleider slaagden de natuurkundigen er in de trillingen langs een nauwkeurig pad in de chip te sturen. ”Voor het eerst zijn we in staat om zoveel qubits op te slaan als we maar willen op een zeer compact oppervlak”, aldus Zivari.

Volgens Zivari en Fiaschi is het bouwen van een quantumprocessor en -netwerk uit verschillende soorten quantumsystemen de meest efficiënte optie. “Zo zou de rekenkracht of de CPU van de computer waarschijnlijk kunnen worden gedaan door supergeleidende qubits."

"Spins kunnen juist informatie opslaan en dienen als het geheugen van de computer”, aldus Fiaschi. “Daartoe zouden we het geheugen met de CPU moeten verbinden en verschillende soorten quantumapparaten en qubits aan elkaar moeten koppelen. Fononen zijn hiervoor een ideale kandidaat."

Zivari: “Het is erg lastig om twee quantumapparaten te verbinden zodat ze met elkaar kunnen communiceren, maar dat is wel precies wat we willen doen. Het spannende is dat we nu een stap dichter bij het koppelen van verschillende quantumapparaten en qubits zijn.”

De volgende stappen bestaan uit het bouwen van een bundelsplitser om de fononen langs verschillende paden op een chip te leiden, en een phase shifter om de toestand van de fononen te veranderen terwijl ze hun pad afleggen door de chip.

“Dat zijn de drie belangrijkste onderdelen die we nodig hebben om fononen volledig te controleren en complexe quantumexperimenten met fononen op een chip uit te kunnen voeren”, besluit Gröblacher.