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

> JAPCC sluit zich aan bij d...
> Rockwell Automation neemt ...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

Hoe de keuze voor een mooi uiterlijk tot teleurstelling kan leiden

Bio-based

Klap van de molen?

Toon alle columns / opinies

advertorial

De kwaliteitseisen voor printplaten worden steeds hoger omdat de betrouwbaarheid van de elektronische apparatuur gegarandeerd moet worden. De kwaliteitseisen worden vaak bepaald door de toepassing en de omgeving waarin ze gebruikt worden.

Vacatures

ABB b.v. - Rotterdam Waalhaven
Medeweker Elektronica Werkplaats
De Elektronica Werkplaats houdt zich bezig met diverse reparaties op het gebied van elektronica. De producten die gerepareerd dienen te worden kunnen printplaten zijn van draadloze afstandsbesturingen, PLC systemen en generator regelingen. Maar ook onderdelen van toerenregelingen voor elektromotoren. Lees meer >>

Murrelektronik Nederland
Accountmanager Eindhoven/Limburg
Heb jij commerciële flair én ben je technisch onderlegd? Dan is dit een functie voor jou.
Door jouw kennis van techniek samen met een gezonde dosis energie ben jij dé aangewezen gesprekspartner voor onze klanten in de machinebouw en het visitekaartje voor Murrelektronik in jouw regio. Lees meer >>

Murrelektronik Nederland
Accountmanager Midden Nederland
Heb jij commerciële flair én ben je technisch onderlegd? Dan is dit een functie voor jou.
Door jouw kennis van techniek samen met een gezonde dosis energie ben jij dé aangewezen gesprekspartner voor onze klanten in de machinebouw en het visitekaartje voor Murrelektronik in jouw regio. Lees meer >>

ROCKWOOL - Roermond
Operator in ploegendienst
Beschik jij over een "Can-Do" mentaliteit, heb je technische affiniteit en voel jij je thuis in een productieomgeving waarin je jouw mouwen kunt opstropen? Als Operator bij Rockwool krijg jij de ruimte om het beste uit jezelf te halen en de vrijheid om dat zoveel mogelijk naar eigen inzicht te doen. Sterker nog: dat wordt van je verwacht!
Lees meer >>

Technomed - Maastrich Aachen Airport
(Junior) Product Development Engineer
As (Junior) Product Development Engineer, you will optimize the design of medical devices such as needle or patch electrodes and EEG cups, and create customer-branded products. You will work closely with the Marketing & Sales and Operations departments to manage the product development of private labelling from customer request to implementation into production. You will be required to document properly and work together with Quality and Regulatory Affairs to ensure compliance to medical device standards and regulations.
Read more >>

Shell Moerdijk
Onderhoudsmonteur / Technicus E&I 
Als Onderhoudstechnicus ben je verantwoordelijk voor het veilig en milieubewust uitvoeren van de onderhoudswerkzaamheden in onze werkplaatsen en fabrieken in de dagdienst. En houd je je bezig met het opnemen, coördineren, voorbereiden, organiseren en controleren van meet- en regeltechnische installaties.
Meer informatie >>

Advertorial

Koop een Fluke, ontvang een gratis Fluke
De juiste tools helpen om sneller en veiliger te meten. Bestel uw Fluke-instrument via een erkende distributeur en ontvang een gratis Fluke op basis van de aankoopwaarde. Aanbieding loopt af op 15 december 2021.

Lees meer >>

Sponsored content

Noviteiten van Schurter voor industriële automatisering     
Het aanbod van TME op het gebied van oplossingen voor industriële automatisering bestaat uit producten van vele fabrikanten, zodat klanten altijd een oplossing kunnen vinden die het beste past bij hun eisen en hun budget. In de catalogus zijn ook producten van de Zwitserse Schurter Groep opgenomen. Haar portefeuille is onlangs verrijkt met twee series producten uit de groep voedingsconnectoren en ontstoringsfilters. Wij nodigen u uit kennis te maken met het aanbod aan modules DD11 en filters MAB NEO.

Lees meer >>

Bedrijf in beeld

Bent u voldoende vertrouwd met PCB-ontwerp?

AVE Added Value Electronics

lees e-totaal digitaal

Lees hier de meest recente editie van e-totaal magazine!
U scrollt eenvoudig door de verschillende artikelen en via de actieve hyperlinks komt u direct in contact met de verschillende leveranciers en adverteerders.

Veel leesplezier!

Wilt u de papieren editie gratis ontvangen, vul dan uw gegevens in via het contact formulier .

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

Volg e-totaal

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.

Agenda

Klik hier voor de complete agenda.