Algemeen nieuws

< VorigeAfbeelding 1 van 1Volgende >

Quantumtechnologie is gebaseerd op qubits (quantum bits) die meestal bestaan uit afzonderlijke elektronen, fotonen of atomen. Een groep TU Delft onderzoekers is er nu in geslaagd om een quantumtoestand te teleporteren van een enkel foton naar een optomechanisch systeem, dat uit miljarden atomen bestaat. Hun baanbrekende onderzoek, in Nature Photonics gepubliceerd, maakt toepassingen mogelijk zoals repeater knooppunten voor het quantum internet. Daarnaast maakt het nieuwe manieren mogelijk om de fundamenten van de quantummechanica te onderzoeken.

Quantum-optomechanica
De quantum-optomechanica gebruikt optische middelen voor het manipuleren van mechanische beweging in het quantum regime. Tien jaar geleden zijn de eerste quantummechanische effecten in micro-mechanische systemen aangetoond. Gericht onderzoek heeft sindsdien geleid tot het aantonen van verstrengeling tussen dergelijke systemen en het gebruik ervan als een quantumgeheugen. En nu is de groep van Simon Gröblacher, van het Kavli Institute of Nanoscience en de afdeling Quantum Nanoscience van de TU Delft, in samenwerking met onderzoekers van de Staatsuniversiteit van Campinas in Brazilië, er voor het eerst in geslaagd om een willekeurige quantumtoestand van een optische qubit naar een micro-mechanisch quantumgeheugen te teleporteren.

Repeater knooppunten voor het quantum internet
Quantumteleportatie - de getrouwe overdracht van een onbekende quantumtoestand naar een ander quantumsysteem - is een essentieel onderdeel van de lange afstandscommunicatieprotocollen waarop het toekomstige quantum internet zal draaien. Net als bij het gewone internet zal communicatie tussen twee quantumapparaten waar dan ook ter wereld plaatsvinden over een netwerk van repeater knooppunten. Elk knooppunt zal de quantuminformatie tijdelijk opslaan in een geheugen, voordat teleportatie naar een volgend knooppunt plaatsvindt om zo uiteindelijk een quantumconnectie over grote afstand te verwezenlijken.

Twee micro-mechanische oscillatoren delen een quantumtoestand
Voor hun experimenten codeerden de onderzoekers in de polarisatie van een enkel foton een willekeurige qubit toestand. Na transport over tientallen meters glasvezelkabel teleporteerden ze de quantumtoestand op hun quantumgeheugen dat bestond uit twee silicium oscillatoren - elk zo'n 10 micrometer lang en opgebouwd uit tientallen miljarden atomen. De quantumtoestand werd hierbij opgeslagen in de gedeelde excitatietoestand van deze oscillatoren. De onderzoekers testten de betrouwbaarheid van het proces door aan te tonen dat ze de geteleporteerde quantumtoestand weer uit het geheugen konden uitlezen.

Telecommunicatie golflengtes
Quantumteleportatie is niet nieuw en al met verschillende quantumsystemen aangetoond. De doorbraak van het huidige onderzoek is dat de optomechanische systemen zo kunnen worden ontworpen dat ze bij een willekeurige optische golflengte kunnen opereren, waaronder de telecommunicatie golflengtes. ‘Dit is de golflengte waarbij het signaalverlies in glasvezel het laagst is en waarmee de repeater knooppunten dus het verst uit elkaar kunnen staan,' zegt Gröblacher. ‘Deze mijlpaal was mogelijk door de kwaliteit en flexibiliteit van de door ons geproduceerde optomechanische systemen waarmee we, in tegenstelling tot andere quantumsystemen, de optische eigenschappen tijdens het ontwerp voor het uitkiezen hebben. Een toekomstig quantum internet zal ongetwijfeld gebruik maken van het bestaande telecommunicatienetwerk en de daarbij behorende golflengtes.'

Alle bouwstenen
Quantumteleportatie kan in principe over elke afstand plaatsvinden. Met het teleporteren van de quantumtoestand van een foton over tientallen meters glasvezel hebben de onderzoekers voldaan aan de vereisten van een volledig functioneel optomechanisch quantum repeater knooppunt. Gröblacher: ‘Het is nu zaak de prestaties van het systeem verder te optimaliseren, zodat het ook buiten het laboratorium kan worden toegepast. Denk hierbij aan de herhalingsfrequenties, de betrouwbaarheid en de succespercentages van teleportatie en opslag van het qubit.' Volgens Thiago Alegre, mede-onderzoeker aan de Staatsuniversiteit van Campinas, is een mogelijke invalshoek hierbij om het optomechanische systeem zo te ontwerpen dat het ongevoeliger is voor ongewilde optische absorptie. ‘Dankzij de flexibiliteit in de fabricage van onze nano-instrumenten is dit zeker mogelijk.'

Een hybride visie
Het huidige onderzoek is een grote stap in de richting van Gröblacher's visie van een toekomstig hybride quantum internet. ‘We voorzien een heterogeen netwerk waarbij verschillende fysieke systemen taken uitvoeren en met elkaar communiceren,' zegt hij. ‘Bijvoorbeeld optomechanische quantum repeater knooppunten die verbonden zijn met een quantumcomputer of quantumgeheugen bestaande uit supergeleidende qubits of spin-qubits. Om met hoge betrouwbaarheid quantuminformatie uit te wisselen zullen al deze systemen compatibel moeten zijn en op dezelfde golflengte opereren.'

Transitie van quantum naar klassiek
Behalve dat het nieuwe quantumtechnologie mogelijk maakt, kan het teleporteren van een willekeurige quantumtoestand naar micro-mechanische oscillatoren ook een rol spelen bij het op een fundamenteel niveau testen van de quantummechanica zelf. Terwijl zeer kleine systemen zich gedragen volgens de wetten van de quantummechanica, houden grote systemen zich aan de klassieke natuurkundige wetten. ‘Met experimenten is aangetoond dat bepaalde theorieën de overgang van quantumgedrag naar klassiek gedrag niet goed beschrijven, maar een sluitende theorie is nog ver weg,' zegt Gröblacher. ‘We kunnen de omvang van onze systemen eenvoudig aanpassen en er interessante quantumtoestanden naar teleporteren. Dit zou wel eens een belangrijke stap kunnen zijn in het vergroten van ons begrip van deze overgang.'

Afdrukken | Mail door

Meer algemeen nieuws

> ING: personeelstekort vere...
> Altair versterkt aanbod el...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

De kracht van standaardisering

Zachte heelmeesters maken stinkende wonden

Wat is meer?

Toon alle columns / opinies

Energietechniek

Lees hier nieuws rond het thema Energietechniek.

Vacatures

Alliander
Uitvoerder Elektrotechniek
Als Uitvoerder Elektro ben je klant- en resultaatgericht door een goed overzicht te hebben over de lopende werkzaamheden. Dit doe je door zowel met klanten, aannemers en collega's goed en duidelijk te communiceren en verwachtingen te managen. Er wordt van jou verwacht dat je storingen veilig en zo snel mogelijk oplost met jouw team van monteurs. Daarnaast verzorg je ook het onderhoud van het Liander net.
Lees meer >>

ASML - Veldhoven
Experienced Electrical Integration Engineer
Are you an experienced electrical engineer? And do you like to execute measurements on Electrical test set-ups & prototypes? Then our position of Electrical Integrator will be very interesting for you!
Learn more about this job >>
Application form >>

ASML - Veldhoven  
Electrical Design Engineer
Are you an experienced electrical design engineer? Do you like to design complicated electrical systems? You'd better contact us today! As an Electrical Design Engineer, you design and maintain interconnections between boards, racks, cabinets, interconnect PCBA's, sensors and actuators.
Learn more about this job >>
Application form >>

ASML - Veldhoven
Management Assistant
Does assisting top managers in a dynamic, high demanding, international environment energize you? Then ASML is what you are looking for! Every day you use technology that contains microchips. From smartphones and laptops, to washing machines, credit cards and cars. ASML is the world leader of advanced technology systems for the semiconductor industry. Due to our growth we are continuously searching for new talent. We like to welcome pro-active team players and strong communicators who can deliver high quality services to our Management Support Organization (MSO). You will be part of a creative, dynamic work environment with encouraging management assistants. We have multiple opportunities for junior, mid-level and senior candidates.
Read more >>
Application form >>

AE Sensors - Dordrecht
Sales engineer
AE Sensors BV is een groothandel die ook totaaloplossingen levert en ontwikkelt. Wij zoeken een techneut die met passie voor elektronica en sensoren graag problemen oplost en uitdagingen zoekt. Daarnaast is flexibiliteit een absolute pré. Het kan zijn dat je op het ene moment op een offshore platform, een zeegaand schip of een kraan in de Rotterdamse haven staat, maar een paar uur later in de clean room van een chip machine fabrikant.
Lees meer >>

Advertorial

VanLien/ABB Noodverlichting wijst de weg
Test je kennis & win een slipcursus!
Het doel van noodverlichting is eenvoudig: zorgen voor een veilige uitweg. Hoe regel je dat? Wat weet jij over noodverlichting? Test je kennis in de WegWijsQuiz van VanLien/ABB Noodverlichting. Je maakt dan kans op een slipcursus op Circuit Zandvoort. Naar de Quiz! >>

Sponsored content

    
Connectoren en lintkabels van het merk CONNFLY
Overzicht van het aanbod voor toepassingen in de productie en industrie. Lees meer >>

advertorial

Sinds 1999 waarborgt ICAPE Group de toelevering van printen en op maat gemaakte technische onderdelen voor grote spelers in de globale elektronica-industrie. Met bijna 3000 actieve klanten ontwikkelt het Franse bedrijf zich tot een van de gevestigde wereldleiders in zijn sector.

Bedrijf in beeld

ICAPE Group ; Expert services supplier of customized PCBs and technical parts.

AVE Added Value Electronics

Bent u voldoende vertrouwd met PCB-ontwerp?

Advertorials

RS Components Nederland:
De rol van sensoren in IIoT - Sensoren zijn een sleuteltechnologie geworden. Lees in deze gratis whitepaper alles over de cruciale rol van slimme sensoren in het Industrial Internet of Things en lees meer over IIoT op de themapagina van RS Components.

Transfer Multisort Elektronik:
Hoe meet ik stroomverbruik - kom te weten hoe u zelf uw stroomverbruik thuis kunt meten!

RS Components Nederland:
Tussen leverancier en klant
RS Components is meer dan een webshop

Transfer Multisort Elektronik:
DC-spanningsomvormer - welke te kiezen?

Binder Nederland B.V.:
M16-connectoren
De perfecte oplossing voor toepassingen die veel contacten vereisen

Acal BFi:
5G voor uw project?
5G is er, maar wanneer kunnen we echt beginnen?

Transfer Multisort Elektronik:
Optische kabel - alles wat u moet weten

RS Components Nederland:
Als de winkel om de hoek
RS Components neemt veel werk uit handen

Transfer Multisort Elektronik:
Leds voor sterilisatie met UV-C-licht

Nieuwsbrief

Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.

Volg e-totaal

Agenda

Klik hier voor de complete agenda.