Kwantumcomputer gebouwd in een diamant

Er is helaas geen gesproken versie van dit artikel beschikbaar

Een internationaal team van wetenschappers is erin geslaagd een kwantumcomputer in een diamant te bouwen. Het gaat om de eerste soort die beschermt tegen decoherentie: storingen uit de omgeving waardoor de computer niet goed kan functioneren.

Huidige kwantumcomputers zijn vaak zeer klein en kunnen nog maar moeilijk concurreren met de snelheid van grotere, traditionele computers.

---Lees verder na dit advertentieblokje---

De bevindingen van de wetenschappers van de Universiteit van Zuid-Californië, de TU Delft, de Iowa State University en de Universiteit van Californië in Santa Barbara zijn inmiddels gepubliceerd in het vakblad Nature.

Verstrengeld

In het systeem is gebruik gemaakt van twee kwantumbits of qubits die gemaakt zijn van subatomische deeltjes. In tegenstelling tot traditionele bits, die de waarde één of een nul kunnen aannemen, kunnen qubits tegelijkertijd de waarde één en een nul aannemen. Ook kunnen qubits met elkaar verstrengeld zijn: ze weten van elkaars toestand en gedragen zich als collectief.

Deze toestand wordt ook wel superpositie genoemd en dient samen met de mogelijkheid van kwantumstaten als een tunnel door energiebarrières zodat kwantumcomputers op een dag veel sneller berekeningen kunnen uitvoeren dan hedendaagse computers.

Tijdreizen

“Het is een beetje als tijdreizen,” zei professor Daniel Lidar van de Universiteit van Zuid-Californië. Het team demonstreerde dat de computer in een kwantumstaat opereert doordat men dicht in de buurt kwam van het algoritme van Grover, een test die bestaat uit een zoekopdracht in een ongesorteerde database.

Om een simpel voorbeeld te geven van een kwantumcomputer ten opzichte van een normale computer kan men zich het als volgt voorstellen als er de volgende vraag wordt gesteld: er zijn tien deuren en achter één ligt een appel, achter welke deur ligt die appel? Ervan uitgaande dat de appel zich bijvoorbeeld achter deur nummer 8 bevindt, zal de normale computer deur nummer 1 openen, kijken of de appel erachter ligt, daarna de deur sluiten en naar de volgende deur gaan. Dit proces zal de computer herhalen totdat hij de appel heeft gevonden. Een kwantumcomputer daarentegen zal alle deuren tegelijk openen en al na de eerste cyclus de appel achter deur nummer 8 vinden.

Met een kwantumalgoritme op subatomisch niveau kunnen de wetenschappers steeds complexere kwantumachines bouwen waarbij de qubits de verwachte beperkingen van fysieke materialen omzeilen.

Bron: Sciencedaily.com diamant2394734928749234