Qubit lijkt steeds meer op normale transistor op computerchip

Menno Veldhorst, onderzoeksleider bij QuTech: "Door vier van zulke qubits in een twee-bij-twee raster te plaatsen, aan te tonen dat we hier universele controle over hebben, en berekeningen in te voeren die alle qubits met elkaar verstrengelen, hebben we een belangrijke stap gezet richting schaalbare quantumberekeningen."

De groep van Veldhorst richt zich op een van de vele platformen waarin onderzoek wordt gedaan naar het gebruik van kwantumfysische eigenschappen van materialen om een kwantumcomputer te bouwen. Deze groep kijkt naar zogeheten kwantumdot-qubits die als grote voordeel hebben dat ze gemaakt kunnen worden met technologieën die in de standaard chipfabicage worden gebruikt. Daardoor is het opschalen van een architectuur die goed werkt, straks veel makkelijker dan bij andere kwantumplatformen.

Opschaling aantal qubits makkelijker

Die opschaling is een cruciale stap in de evolutie van van de kwantumcomputer. Nu nog werken kwantumcomputers met hooguit enkele tientallen qubits, maar voor een kwantumcomputer die serieuze bewerkingen kan uitvoeren voor praktische toepassingen, zijn miljoenen of misschien wel miljarden samenwerkende qubits nodig, net zoals nu er grote aantallen transistoren op een standaard computerchip zitten.

De groep van Veldhorst maakte in 2019 de eerste kwantumdot-qubit door gebruik te maken van 'gaten' - dat wil zeggen de afwezigheid van elektronen - in germanium. Daarna lukte het het aantal qubits op een chip elk jaar te verdubbelen. Nu is het dus met deze methode mogelijk om vier qubits in een raster te plaatsen en ze in verschillende richtingen te koppelen en te controleren. Dat is een belangrijke stap voor het ontwikkelen van een realistische architectuur. Het wetenschappelijk artikel met verdere uitleg is te vinden op de site van Nature.