Dunner dan een lint: NLse ontdekking stimuleert kwantumcomputing

Onderzoekers van de Universiteit Utrecht en Universiteit Twente hebben nieuwe structuren ontwikkeld, zo dik als één atoom, die unieke kwantumeigenschappen laten zien met potentiële toepassingen in kwantumcomputing. Deze ultradunne 'germanium nanobanden' blijken stabiel te zijn tegen defecten en onzuiverheden en kunnen de ontwikkeling van foutbestendige qubits mogelijk maken. Deze qubits zijn van vitaal belang voor toekomstige kwantumtoepassingen.

Kwantumcomputing betekent een fundamentele verschuiving ten opzichte van traditionele computermethoden. In tegenstelling tot conventionele computers die binaire bits gebruiken, werken kwantumcomputers met qubits die in meerdere toestanden tegelijk kunnen bestaan door een fenomeen dat 'superpositie' wordt genoemd. Deze revolutionaire benadering stelt kwantumcomputers in staat om complexe problemen met ongekende snelheden op te lossen - zoals aangetoond door de Willow-chip van Google - die onlangs berekeningen voltooide waar traditionele supercomputers ongeveer 10 septiljoen jaar over zouden doen.

Een cruciale ontdekking

De recente ontdekking aan de universiteiten van Twente en Utrecht draait om germanene nanobanden van ongeveer 2 nanometer breed, die opmerkelijke kwantumeigenschappen vertonen. Volgens onderzoeker Pantelis Bampoulis openen deze structuren nieuwe mogelijkheden voor het onderzoeken van kwantumverschijnselen in eendimensionale materialen met een sterke spin-baankoppeling. Wat deze ontdekking vooral significant maakt, is de stabiliteit van deze eindtoestanden tegen defecten en onzuiverheden, waardoor mogelijk een van de belangrijkste uitdagingen van quantumcomputing wordt opgelost: foutbestendigheid. Kwantumqubits zijn namelijk erg gevoelig voor ruis.

Hoewel het volledige potentieel van kwantumcomputing nog in ontwikkeling is, voorspellen industrie-experts significante ontwikkelingen in de komende decennia. Volgens schattingen van McKinsey zouden we tegen 2030 5.000 operationele kwantumcomputers kunnen zien, hoewel het oplossen van complexe problemen zou kunnen uitlopen tot 2035 of nog later. De implicaties zijn verstrekkend - van het ontwikkelen van gepersonaliseerde geneeskunde tot het revolutioneren van cryptografie. Zoals onderzoeker Dennis Klaassen aangaf, zouden Twentse nanobanden stroom kunnen leveren zonder dissipatie, een cruciale vereiste voor energiezuinige elektronica. Deze ontwikkeling sluit aan bij bredere Europese initiatieven, waaronder de ontwikkeling van het EuroQCI kwantumcommunicatie-infrastructuurnetwerk.

QuantWare haalt €20M op voor grootste kwantumchips ter wereld

Het Delftse bedrijf is wereldwijde leider in de productie van commerciële kwantumchips.

Lees meer