QuTech en Intel claimen doorbraak in productie kwantumcomputerchips

De doorbraak -gepubliceerd in Nature Electronics- betekent een belangrijke stap voor de bouw van een kwantumcomputer die het experimentele stadium voorbij gaat. Tot nog toe worden kwantumchips gemaakt in laboratoriumomstandigheden en vaak met behulp van bijzondere materialen. Nu ligt er echter een een weg open naar grootschaliger productie doordat één van de manieren om chips met qubits te maken mogelijk is met silicium als basis en in een chipfabriek waar ook 'reguliere' chips worden gemaakt.

Bij de nu beschreven aanpak bestaat de qubit uit een tollend eletron (spinning electron) dat wordt vastgehouden in een 'box' die gebruik maakt van een energielandschap dat samen de kwantumdot wordt genoemd.

De wafers die worden beschreven in het Nature Electronics bevatten in totaal enkele tienduizenden kwantumdots die voor 98% functioneel zijn. Anne-Marije Zwerver -hoofdauteur van het wetenschappelijk artikel en werkzaam bij QuTech- zegt in een nieuwsbericht bij QuTech dat de hoge opbrengst ook al bijzonder is. Tot nog toe waren de onderzoekers al blij als de helft van de kwantumdots te gebruiken waren. "Bovendien, in plaats van maximaal 20 devices per keer te maken kunnen we er nu tienduizenden maken waardoor we ook meer statistische informatie kunnen krijgen over de eigenschappen."

Voordeel van de grote getallen

Helaas is de kwantumdot-aanpak op dit moment niet de manier om qubits met maximale prestaties te creëren. Google en IBM bijvoorbeeld maken bijvoorbeeld voor hun best presterende kwantumcomputers gebruik van supergeleidend materiaal om qubits te creëren. Maar dat hoeft geen probleem te zijn, verwachten deskundigen. Kwantumdots zijn kleiner en zijn te maken met reguliere productietechnieken zodat opschalen naar grote hoeveelheden veel eenvoudiger is en de prestaties omhoog kunnen door de inzet van meer qubits.

Het onderzoek toont aan dat qubits maken op industriële schaal mogelijk is. Meer onderzoek is echter gaande om te zorgen dat die qubits ook op een efficiënte manier kunnen samenwerken en gecontroleerd kunnen worden op hun kwaliteit en status.

Intel en QuTech werken al jarenlang samen aan de ontwikkeling van het concept. De kennis van Intel met betrekking tot de reguliere chipfabricage kan de route effenen naar kwantumcomputers die echt berekeningen kunnen maken waarvoor de conventionele computerkracht ontoereikend is. Daarvoor moeten honderden, duizenden of misschien wel miljoenen qubits op een coherente manier kunnen samenwerken.