Een Delfts onderzoekerteam is erin geslaagd om de spin van een elektron te wijzigen. Hiermee zet het team een belangrijke nieuwe stap in de richting van een quantumcomputer.
Het Kavli Instituut voor Nanowetenschappen van de TU Delft publiceert vandaag in samenwerking met Philips Research Laboratories en het Italiaanse TASC (Tecnologie avanzate e nanoscienza) een artikel in het wetenschappelijke tijdschrift Nature over hun onderzoek met de titel Supercurrent reversal in quantum dots.
De onderzoekers hebben een chip gebouwd waarmee de draaibeweging van een elektron om zijn as kan worden gewijzigd. Deze zogeheten spin kan bij een elektron twee waarden hebben: op of neer. De nieuwe chip bestaat uit twee elektroden die twee halfgeleidende quantumdots onder spanning zetten. Quantumdots zijn kleine apparaatjes die een exact te controleren aantal elektronen bevatten. Door de spanning springen er elektronen over van de ene quantomdot naar de andere, onder de voorwaarde dat zo’n dot niet al een elektron met dezelfde spin bevat. Hierdoor raakt er op elk van de twee quantumdots één elektron gevangen, elk met een verschillende spin. De onderzoekers hebben één van de twee quantumdots uit het kleine elektrische circuit geïsoleerd en de spin van het elektron op deze dot kunnen wijzigen.
Dat is een belangrijke stap in de richting van een volwaardige quantumcomputer waarbinnen quantumbits oftewel qubits worden gemanipuleerd. Het bijzondere daaraan is dat de waarde van een quantumbit pas duidelijk is op het moment dat die waarde wordt gemeten. Tot die tijd bevindt de bit zich in een superpositie en is zowel 0 als 1. Daardoor kan een computer met n qubits 2 tot de macht n berekeningen tegelijkertijd uitvoeren.
