Algemeen nieuws

< VorigeAfbeelding 1 van 1Volgende >

Drie van de auteurs - Tim Taminiau, Mohamed Abobeih en Joe Randall - met een model van een deel van het diamant, dat ze gebruikt hebben om een time crystal te maken. (Foto Ernst de Groot voor QuTech)

Onderzoekers van QuTech hebben een ‘time crystal' gemaakt, een nieuwe exotische kwantumfase van materie, met behulp van een quantumcomputer op basis van diamant. Samen met een simultaan experiment door Google werpen de resultaten een nieuw licht op de natuurkunde van uit-evenwicht kwantumsystemen.

Het team rapporteert hun bevindingen in Science .

In de kristallen die we in ons dagelijks leven tegenkomen, zoals diamanten of keukenzout, vormen de atomen spontaan een stabiel repeterend patroon in de ruimte. Kan iets soortgelijks ook in de tijd gebeuren?

Het idee van een time crystal werd in 2012 voor het eerst geopperd door Frank Wilczek, een natuurkundige en Nobelprijswinnaar. Het daaropvolgende debat leidde tot de voorspelling dat tijdkristallen zich kunnen vormen in periodiek aangedreven op elkaar inwerkende quantumsystemen. Het systeem zit dan opgesloten in een stabiel patroon dat oscilleert tussen twee discrete toestanden. In zo'n discreet time crystal kan wanorde in de interne interacties voorkomen dat het systeem een thermisch evenwicht bereikt of opwarmt. In theorie kan het eeuwig oscilleren zonder enige netto opname van energie.

Een discreet time crystal bij QuTech
"We wilden een discreet time crystal bouwen met een van onze quantumprocessoren op basis van spins in diamant," zegt Joe Randall van QuTech, een samenwerkingsverband tussen de Technische Universiteit Delft en TNO. "Deze spins vormen extreem goed geïsoleerde en individueel gecontroleerde kwantumbits die we kunnen programmeren om andere fysische systemen te emuleren." In samenwerking met medewerkers van UC Berkeley en Element Six gebruikte het team negen kwantumbits en manipuleerde ze op precies de juiste manier om te voldoen aan de theoretische criteria om een tijdkristal te vormen.

In het juiste parameterregime worden de spins samen opgesloten in een periodiek inverterend patroon dat bestand is tegen verstoringen van het systeem. Belangrijk is dat het team vervolgens aantoonde dat het time crystal zich vormde bij het starten vanuit allerlei begintoestanden. "Deze waarneming van een robuuste respons voor alle begintoestanden was echt het bewijs dat het time crystal gestabiliseerd wordt door wanorde in zijn interne interacties," zegt Conor Bradley, promovendus aan QuTech. "Het is wat onze resultaten onderscheidt van eerdere onderzoeken."

Om lang te leven
Het door het team gecreëerde time crystal leeft opmerkelijk lang: het gaat tot ongeveer 800 perioden mee, of ongeveer 8 seconden. "Hoewel een perfect geïsoleerd time crystal in principe eeuwig kan leven, zal elke echte experimentele implementatie vervallen door interacties met de omgeving," zegt Randall. "Het verder verlengen van de levensduur is de volgende grens."

Meer experimenteel bewijs
Slechts een maand nadat de onderzoekers hun gegevens bekendmaakten, meldde een team van Google, Stanford en anderen de realisatie van een discreet time crystal met behulp van een supergeleidende kwantumcomputer. "Het is buitengewoon opwindend dat er meerdere experimentele doorbraken tegelijk plaatsvinden," zegt Tim Taminiau, hoofdonderzoeker bij QuTech. "Al deze verschillende platforms vullen elkaar aan. Het Google-experiment gebruikt twee keer zoveel qubits, ons tijdkristal leeft ongeveer tien keer langer." Theoriemedewerker Norman Yao van UC Berkeley gelooft zelfs dat dit nog maar het begin is: "Een time crystal is misschien wel het eenvoudigste voorbeeld van een niet-evenwichtsfase van materie. Het QuTech-systeem is perfect geschikt om andere uit-evenwichtsverschijnselen te onderzoeken, waaronder bijvoorbeeld serie-topologische fasen."

Hoe nu verder?
Er zijn nog veel open vragen. Zijn er praktische toepassingen voor tijdkristallen? Wat zal worden waargenomen in hogere ruimtelijke dimensies? En, in het algemeen, hoe komen gedreven quantumsystemen in evenwicht? De door het team gebruikte spin-defecten in vaste stoffen bieden een flexibel platform om deze belangrijke open vragen in de statistische fysica experimenteel te bestuderen. "De mogelijkheid om de spins te isoleren van hun omgeving en toch hun interacties te controleren biedt een geweldige mogelijkheid om te bestuderen hoe informatie bewaard blijft of verloren gaat," zegt Francisco Machado, een van de medewerkers van UC Berkeley. "Het zal fascinerend zijn om te zien wat er nog gaat komen." 

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.