Verstrengelde atomen maken baan vrij voor nieuwe quantumcomputers.
Onderzoekers zijn erin geslaagd om twee atomen met elkaar te laten ‘praten’ in siliciumchips. Meer bepaald gaat het om atoomkernen van twee fosforatomen die zich op een afstand van twintig nanometer van elkaar bevinden. De deeltjes zijn ‘verstrengeld’; dat wil zeggen dat een verandering in de toestand van de ene atoomkern onmiddellijk effect heeft op de andere, ongeacht de afstand ertussen.
Deze technologie is nuttig voor quantumcomputers. Dat zijn computers die gebruikmaken van de wetten van de quantummechanica. Bits in dit soort computers, qubits genaamd, kunnen gelijktijdig een ‘0’ of een ‘1’ representeren. Dat maakt ze vooral nuttig voor taken waar vandaag enorm veel rekenkracht voor nodig is, zoals de ontwikkeling van nieuwe medicijnen.
Fosforkernen die verstrengeld zijn, zijn aantrekkelijke qubits omdat ze informatie lang kunnen vasthouden. Een probleem is echter dat ze zo goed geïsoleerd zijn dat ze nauwelijks met elkaar kunnen communiceren. De onderzoekers losten dit op door de elektronen rond de fosforatomen als tussenstation te gebruiken. Elk fosforatoom bindt één elektron, en deze elektronen kunnen met elkaar koppelen. Deze elektronenkoppeling maakt de verstrengeling mogelijk. Volgens de onderzoekers is de methode schaalbaar. De techniek is bovendien compatibel met bestaande chipontwerpen.
Toch zijn er nog uitdagingen te overwinnen voordat quantumcomputers op grote schaal gebruikt kunnen worden. Qubits zijn zeer kwetsbaar en vereisen extreem lage temperaturen om te functioneren. Wetenschappers werken hard aan deze problemen, maar het kan nog jaren duren voordat alles in de praktijk goed genoeg is.
