Siliciumchips Zie Quantum Computer Advance, Say Researchers

Kwantumcomputers vormen de altijd ongrijpbare heilige graal van de moderne techniek. Hun quantum eigenzinnigheid en het vermogen om de grenzen van het binaire denken te overschrijden, zou hen in staat stellen om onbegrijpelijk complexe problemen op te lossen die zelfs de beste supercomputers van vandaag niet aankunnen.

De sleutel tot elke succesvolle kwantumcomputer is de qubit, het quantumequivalent van het stukje informatie in een traditionele computer. Nou, krab dat: wat is werkelijk sleutel is de mogelijkheid om een ​​computer met qubit te bouwen s - meervoud - die allemaal met elkaar kunnen communiceren en informatie kunnen doorgeven zonder te breken.

Een team van wetenschappers van de Technische Universiteit Delft in Nederland heeft grote vooruitgang geboekt bij het realiseren van dat doel. In een krant die woensdag in het peer-reviewed tijdschrift is gepubliceerd Wetenschap, de groep legt uit dat ze in staat waren om kwantuminformatie - specifiek de spin van een elektron - over te brengen naar een foton op één siliciumchip.

Door deze aan elkaar te koppelen, is een significante vooruitgang in kwantumcommunicatie mogelijk, een die de deur openzet voor het produceren van grote groepen qubits die op één chip zijn ondergebracht en die dan allemaal kunnen interageren, zelfs als ze niet vlak naast elkaar staan. Dit is precies wat er nodig is om een ​​volledig gevouwen quantumcomputer te maken.

"Om veel qubits op hetzelfde moment te gebruiken, moeten ze met elkaar verbonden zijn; er moet goede communicatie zijn ", verklaarde Nodar Samkharadze, de hoofdauteur van het artikel, in een verklaring. Het probleem is dat het alleen mogelijk is voor huidige qubits op een siliciumchip om te communiceren als ze naast elkaar staan. "Dat maakt het lastig om op te schalen naar grote aantallen qubits."

Van fotonen is echter aangetoond dat ze kwantumcommunicatie over langere afstand mogelijk maken, dus het koppelen van de elektronenspin met een foton opent de mogelijkheid om informatie over te brengen tussen qubits aan weerszijden van de chip. Het is mogelijk om alles op deze nog steeds zeer theoretische quantum-siliciumchip aan elkaar te verbinden zonder je zorgen te hoeven maken over nauwe fysieke nabijheid.

In plaats van gegevens in binaire gegevens te splitsen - een reeks enen en nullen - zoals traditionele computers, stellen kwantumcomputers gegevens voor met behulp van qubits. Anders dan binair kunnen deze subatomaire deeltjes één zijn en een nul op hetzelfde moment. Hierdoor kunnen quantumcomputers meerdere operaties tegelijkertijd uitvoeren, omdat een datapunt eigenlijk meer dan één ding kan vertegenwoordigen.

Dit zou het mogelijk maken om problemen op te lossen die de meest geavanceerde computers van vandaag verslaan. Maar om dit mogelijk te maken, wetenschappers nodig hebben computerchips die een groot aantal qubits kunnen bevatten die allemaal met elkaar kunnen communiceren. Het blijft nog erg vroeg, maar deze laatste opmars vanuit Delft en vergelijkbaar werk elders zou een kleine stap op weg naar de reuzensprong blijken te zijn.

Bekijk deze video waarin wetenschappers een quantumcomputer ter grootte van een voetbalveld willen bouwen.