17 feb. 1999
2 minuten
Onderzoekers van IMO-IMOMEC, een geïntegreerd onderzoeksinstituut van de Universiteit Hasselt en imec, zijn erin geslaagd ‘qubits’ te ontwikkelen uit kunstmatige diamanten. Deze qubits vormen de bouwstenen voor kwantumcomputers en kwantumtechnologie.
“Kwantumtechnologie is dé technologie van de toekomst”, zegt prof. dr. Milos Nesladek, die het onderzoek van UHasselt en imec heeft gecoördineerd. “Net als een bit bij een computer, bevatten qubits informatie. Alleen verwerken qubits exponentieel meer informatie dan bits. Daarom zal een kwantumcomputer met kwantumbits ontelbaar meer rekenkracht hebben dan een gewone computer. In kwantumsensoren zullen deze qubits zorgen voor veel accuratere analyses en in kwantumcommunicatie, zoals quantum-internet, kunnen qubits dan weer zorgen voor een veiligere informatie-uitwisseling met boodschappen die niet te kraken zijn.”
‘Lange weg te gaan’
Voor deze ontwikkelingen is volgens de onderzoekers nog een lange weg te gaan. “Wetenschappers over de hele wereld zijn nog op zoek naar de beste manier om qubits te maken én om deze met elkaar te verbinden volgens het principe van de kwantummechanica”, legt Milos Nesladek uit. De meest gebruikte qubits zijn gemaakt van supergeleidende elektronische circuits. Deze qubits werken echter alleen bij cryogene temperaturen (-273,15 °C), wat een groot nadeel is. “Binnen dit onderzoek zijn we er in geslaagd om elektrisch leesbare qubits te maken uit diamant. En, nog belangrijker, deze werken wél op kamertemperatuur. Daardoor kunnen ze veel makkelijker geïmplementeerd worden in technologische toepassingen.”
"Diamant bestaat uit koolstofatomen, voor het maken van deze qubit hebben wij één van deze atomen vervangen door stikstof en een ander atoom hebben we weggelaten, zodat hier een lege ruimte in ontstond. Zo kan de diamant fungeren als kwantumbit”, zegt Milos Nesladek. Nesladek wijst erop dat het hierbij van groot belang is dat de diamant zeer zuiver is en minder dan 0,1 ppb onzuiverheid bevat.
‘Verder onderzoek nodig’
“Er is natuurlijk nog veel verder onderzoek nodig om te komen tot echte technologische toepassingen. Zo moeten we nu een manier vinden om de verschillende diamanten qubits met elkaar te verbinden met zogenaamde kwantumlinks, dit proces wordt ook wel ‘kwantum-entanglement’ genoemd. Maar de eerste stap is in ieder geval gezet”, zegt Milos Nesladek. “De mogelijkheden liggen hiermee open. Zo zou deze technologie uiteindelijk kunnen leiden tot kwantumsensoren voor satellieten die elektromagnetische velden kunnen meten, of NMR sensoren die 1 biljoen keer gevoeliger zullen zijn dan de klassieke NMR. In de automobielsector kan deze technologie zorgen voor het zeer nauwkeurig en contactloos uitlezen van elektrische stroom in de batterijen van elektrische wagens."
De ontwikkeling van qubits op basis van kunstmatige diamenten is onderdeel van het Europese Quantum Flagship programma, waarmee de Europese Unie koploper wil zijn in onderzoek naar kwantumtechnologie. De Europese Unie heeft in totaal een miljard euro beschikbaar gesteld voor de ontwikkeling van kwantumtechnologie en toepassingen hiervan. Het onderzoek van IMO-IMOMEC is uitgevoerd met steun van het Horizon 2020 Quantum flagship ASTERIQS project, het Diaquant onderzoek (FWO) en het project Q-MAGINE van ERANET.
Anderen lazen ook
