Nederlander onthult kwantumcomputer op standaard chip

"Om te rekenen aan grote maatschappelijke problemen zoals klimaatverandering of complexe ziektes als kanker is het algemeen geaccepteerd dat we behoefte hebben aan miljoenen qubits die in tandem werken", zegt Menno Veldhorst, van QuTech, een samenwerkingsverband van de TU Delft en TNO.

Met het ontwerp dat nu is gepubliceerd in de meest recente uitgave van het toonaangevende wetenschappelijk tijdschrift Nature Communications is nu voor het eerst zicht op een productiewijze waarmee miljoenen quantum bits zijn te creëren.

Onder Australische vlag

Veldhorst werkte ten tijde van onderzoek in de Australian National Fabrication Facility van de University of New South Wales (UNSW). Hij publiceert daarom het onderzoek samen met Andrew Dzurak, de directeur UNSW in de meest recente uitgave van het toonaangevende wetenschappelijk tijdschrift Nature Communications.

Veldhorst legt uit dat het ontwerp gebruik maakt van conventionele silicium transistorschakelingen in een tweedimensionale rangschikking om de bewerkingen tussen qubits te activeren. Daarbij wordt een grid-gebaseerd 'word' en bit' selectieprotocol ingezet zoals dat ook in een conventionele geheugenchip wordt toegepast om bits te selecteren. Door elektrodes boven een qubit te selecteren, kan de spin van een qubit worden gecontroleerd waarin de kwantum binaire code van een 0 of een 1 is opgeslagen. Door elektrodes tussen de qubits te selecteren kunnen twee-qubitinteracties (berekeningen) tussen qubits worden uitgevoerd.

Veel qubits nodig

Er zijn zo veel qubits nodig omdat ze zo kwetsbaar zijn. Door kleine afwijkingen kunnen foute uitkomsten ontstaan die grote invloed hebben op de rekentaken. Er zijn dus weer veel qubits nodig voor het uitvoeren van foutherstelcodes. Dzurak: "In het chipontwerp maken we gebruik van nieuwe error-correcting codes die speciaal zijn ontworpen voor spin qubits."