TU Delft zet tollend elektron 'nano-nauwkeurig' op chip

Een cruciale uitdaging in de toegepaste quantummechanica is het beheersen van de wisselwerking tussen quantum-mechanische deeltjes en hun omgeving. De quantum-mechanische tolbeweging (spin) van een elektron kan onder meer worden gebruikt voor opslag of verwerking van quantuminformatie (‘qubits’). Als dat op voldoende schaal en met voldoende controle kan worden gerealiseerd, zou dat een spectaculaire data-analyse en -transmissiecapaciteit mogelijk maken. De onderzoekers van de TU Delft maakten gebruik van een stikstofatoom naast een ontbrekend koolstofatoom in het koolstofrooster van de diamant. In zo’n zogeheten NV-centrum kan quantuminformatie met grote betrouwbaarheid worden opgeslagen. De qbit-eigenschappen blijven zelfs behouden op kamertemperatuur, wat het extra aantrekkelijk maakt. Maar om interactie ( ‘in- en uitvoer’ van quantuminformatie) mogelijk te maken is het zaak zo’n NV-centrum te koppelen aan fotonische en magnetische structuren op een chip. Het nauwkeurig kunnen plaatsen van NV-centra is daartoe een belangrijke deelvaardigheid. Het onderzoek vond plaats aan het Kavli Institute of Nanoscience in Delft en aan de Universiteit Leiden en stond onder leiding van FOM-projectleider Ronald Hanson en Tjerk Oosterkamp. Eerste auteur Toeno van der Sar is als onderzoeker in opleiding in dienst van FOM.