Kwantumcomputer van diamant

Fysici van de Harvard Universiteit zijn erin geslaagd individuele koolstofatomen in diamant te gebruiken als bouwstenen van een kwantumgeheugen en een rudimentaire kwantumprocessor. Hun methode werkt bij kamertemperatuur. Dat is een aanzienlijke verbetering omdat ’kwantumcomputers‘ in het verleden alleen in een ultrakoude omgeving en in hoog vacuüm werkten. ’Onze experimenten leggen de basis voor een geheel nieuwe aanpak van kwantuminformatiesystemen‘, zegt hoogleraar Mikhail Lukin.

Kwantumbits, beter bekend als qubits, gaan heel gemakkelijk verloren. De kwantummechanica omschrijft dat met het begrip coherentie. Een qubit gaat verloren door contact met bijna alles. Vandaar dat onderzoekers altijd gebonden waren aan extreme omstandigheden om te kwantumrekenen. Een praktische basis voor een computer is dat natuurlijk niet.

De spin van een atoomkern heeft nauwelijks interactie met zijn omgeving en is daarom in theorie een goede basis voor de opslag van een qubit. Maar juist door die isolatie is het heel moeilijk om de spin van een individueel atoom te adressen en manipuleren. In de woorden van Lukin: ’Juist datgene wat atoomkernspin zo geschikt maakt voor kwantumcomputers, is eveneens het grootste obstakel.‘