ENGINEERINGNET.BE - QuTech, een samenwerking tussen TU Delft en TNO, heeft een methode ontwikkeld voor het adresseren van quantum dots met een combinatie van horizontale en verticale lijnen. Deze benadering maakt de bediening van een systeem met 16 quantum dots in een 4×4 array mogelijk.
Onderzoeker Francesco Borsoi: "Deze nieuwe manier om quantum dots te bedienen is voordelig voor het opschalen naar vele qubits. Als een enkele qubit wordt aangestuurd en uitgelezen met een enkele draad, dan hebben miljoenen qubits miljoenen controlelijnen nodig. Deze aanpak is niet schaalbaar."
"Als qubits echter bestuurd kunnen worden met ons systeem, dan kunnen miljoenen qubits aangesproken worden met 'slechts' duizenden lijnen, wat overeenkomt met een verhouding die erg lijkt op die in reguliere computerchips. Deze vermindering in lijnen biedt perspectief voor het opschalen van qubits en betekent een doorbraak voor quantum computers, die miljoenen qubits nodig hebben."
Ook de kwaliteit van de qubits is belangrijk. Hoofdonderzoeker Menno Veldhorst: "Onlangs hebben we aangetoond dat dit soort qubits met een getrouwheid van 99,992% kunnen werken. Dat is het hoogste voor welk quantum dot-systeem dan ook en betekent een gemiddelde fout van minder dan 1 per 10.000 operaties. Deze vooruitgang is mogelijk geworden door de ontwikkeling van geavanceerde controlemethoden en door het gebruik van germanium, dat gunstige eigenschappen heeft als materiaal voor quantum technologie."
Omdat quantum computing zich nog in een vroeg ontwikkelingsstadium bevindt, is het relevant om de snelste route naar een praktisch quantumvoordeel te onderzoeken. Veldhorst: "In een andere studie laten we zien dat een rooster van germanium quantum dots kan worden gebruikt voor quantumsimulaties."
Dit werk is de eerste coherente quantumsimulatie die gebruik maakt van standaard materialen voor halfgeleiderfabricage. Veldhorst: "We zijn in staat om rudimentaire simulaties uit te voeren van resonerende valentiebindingen."
Hoewel dit experiment alleen gebaseerd was op een klein systeem, kan het uitvoeren van dergelijke simulaties op een groot systeem antwoord geven op openstaande vragen in de natuurkunde.
Veldhorst concludeert: "Het is spannend om te zien dat we verschillende stappen hebben gezet in het opschalen naar grotere systemen, het verbeteren van de prestaties en het verkrijgen van mogelijkheden in quantum computing en simulaties. Een open vraag blijft hoe groot we deze schaakbordachtige systemen kunnen maken, en in het geval er een limiet is, of we er veel van kunnen verbinden met behulp van quantumkoppelingen om nog grotere schakelingen te bouwen."
