Quantumcomputer bijna volledig werkend

Wetenschappers aan de University of Michigan hebben een experiment uitgevoerd wat een significante stap dichterbij is naar de eerst volledig werkende quantumcomputer. Met behulp van ultrasnelle in femtoseconden pulserende laser hebben Roberto Merlin en zijn collega's drie elektronen van de halfgeleider cadmium telluride in een quantumentanglement weten te krijgen.

Bij gangbare experimenten om multiplicatieve quantum bits (qubits) te entanglen waren ionen en fotonen nodig met een complexe laboratorium configuratie. Met de nieuwe techniek echter worden elektronen gebruikt, de bouwstenen van conventionele computers. Hoewel het al eerder gelukt is twee elektronen in een quantumentanglement te krijgen, is het cruciaal om meerdere qubits te entanglen, om zodoende effectieve quantumlogische circuits te ontwikkelen. Merlin zegt: "De meeste essays over quantumcomputers zijn theoretisch. We hebben nu aangetoond dat de geproposioneerde methode werkt."

Elektronen hebben normaliter een of twee omwentelingstoestanden. Quantumfysica heeft echter bewerkstelligd dat een elektron meerdere omwentelingstoestanden op hetzelfde moment kan krijgen. Elektronen kunnen tevens geŽntangleerd worden met elkaar. Dit houdt in dat ze met elkaar kunnen interacteren zonder dat er een fysieke verbinding is. Het maakt niet uit hoever de elektronen uitelkaar liggen. In het laatste onderzoek hebben de geleerden laserpulsen met een 50 femtoseconden interval gebruikt om excitons, een paar van ladingdragers, in de cadmium telluride te veroorzaken. Elke exciton interacteert met extra elektronen aanwezig in de halfgeleider vanwege zijn inherente onpuurheden. Deze 'donorgebonden' elektronen worden door het magnetisch veld van de excitons beÔnvloed en als er meer dan ťťn elektron zich dicht bij deze exciton bevindt worden ze geŽntangleerd. Het experiment heeft aangetoond dat drie elektronen op deze manier in een quantumentanglementflux gebracht kunnen worden. Als er individuele excitons geadresseerd kunnen worden met laserpulsen kan de quantumcorrelatie tussen veel meer elektronen gebracht worden. En zodoende heb je een supercomputer.