Qubits kunnen een factor 10 kleiner

Het begon als fundamenteel onderzoek naar licht-materie-interactie, bedoeld om de grenzen van de kwantum mechanica te verkennen. Maar het leverde een nieuw ontwerp op voor een supergeleidende ‘transmon’ qubit.

Volgens de onderzoekers is hun vondst een potentiële kandidaat voor het hart van de kwantumcomputer. De qubit is namelijk weliswaar groot, maar kan gemakkelijk samenwerken.

Gangbare transmon qubits bestaan uit twee supergeleidende plaatjes van 100 micrometer naast elkaar op een chip. Op de plaatjes kan een tegengestelde lading worden aangebracht, maar ze kunnen ook in een kwantumtoestand worden gebracht, waarbij ze beide ladingen tegelijk hebben.

In het nieuwe ontwerp worden de twee plaatjes boven elkaar geplaatst, gescheiden door een vacuüm spleet van slecht 100 nanometer. Zo is de qubit veel compacter, wat belangrijk kan zijn voor de opschaling.

Minder lekkage

Onderzoeker Gary Steele: "Een ander voordeel: dit type qubits wordt aangestuurd met elektrische velden, maar die lekken snel weg naar de omgeving waar ze andere qubits kunnen verstoren. Zeker als supergeleidende kwantumprocessoren compacter worden, wordt dit een probleem. In deze configuratie kunnen we 90% van het elektrische veld concentreren in de vacuüm spleet." De onderzoekers hebben een patent aangevraagd op het ontwerp.