Revolutie in kwantumonderzoek: elektrische controle van moleculen!

Revolutie in kwantumonderzoek: elektrische controle van moleculen!

Er bloeien momenteel spannende ontwikkelingen in de wereld van de kwantumtechnologie die niet alleen een revolutie teweegbrengen op dit gebied, maar ook de mogelijkheden voor de toekomst aanzienlijk vergroten. Een nieuwe opmars komt van de Universiteit van Jena, waar een interdisciplinair team onder leiding staatProf. Dr. Winfried Plassheeft baanbrekende resultaten gepresenteerd over de controle van moleculaire spintoestanden. Luidruchtig idd online Voor het eerst hebben de onderzoekers de directe invloed van elektrische velden op de spintoestand van moleculen aangetoond. Deze techniek zou de ontwikkeling van moleculen als qubits voor kwantumcomputers aanzienlijk kunnen bevorderen.

Spin, een intrinsiek impulsmoment van elektronen, is cruciaal voor het opslaan van informatie in kwantumcomputers. Het team van scheikundigen van de universiteiten van Jena en Florence gebruikte elektronenspinresonantie (ESR) om de invloeden van elektrische velden op de koppelingsconstante van de spins te onderzoeken. In het bijzonder werd een driekernig kopercomplex overwogen waarvan de spins de neiging hebben antiparallel uit te lijnen. Het ligand – een organische verbinding – speelt een centrale rol bij het koppelen van de spins.

Technologische vooruitgang in kwantumcomputers

Terwijl de Jena-onderzoekers het moleculaire niveau verkennen, gaat het project verder SPINNEN naar een andere dimensie. Dit is een ambitieus project dat kwantumregisters realiseert door middel van fotonische koppelingen tussen optische microresonatoren. Een opmerkelijke vooruitgang is de succesvolle demonstratie van de verstrengeling van twee kwantumregisters – elk met zes qubits – over een afstand van ruim twintig meter. Dit toont niet alleen de schaalbaarheid van deze technologie aan, maar ook de koppeling met conventionele computersystemen lijkt mogelijk.

De resultaten laten een hoge gemiddelde kwaliteit zien van meer dan 0,9 voor de verstrengelde toestanden. Ook werd erkend dat de technologie bijzonder geschikt is voor toepassingen in de kunstmatige intelligentie. De op spinfotonen gebaseerde kwantumcomputer, die met twaalf qubits werkt, levert een foutpercentage van minder dan 0,5% in de one-qubit-poort – een respectabele waarde vergeleken met bestaande supergeleidende modellen.

De toekomst van kwantumprocessors

De SPINNEN project heeft zichzelf het ambitieuze doel gesteld om een ​​kwantumprocessor “made in Germany” te ontwikkelen. Dit zou gebaseerd zijn op spinqubits in synthetische diamant en zou de voorspelling van producten van complexe kwantumchemische reacties mogelijk kunnen maken. De geplande uitbreiding van 10 qubits naar 100 qubits en meer toont de ambitie om de grenzen van quantum computing verder te verleggen.

Een opvallend voordeel van deze technologie is de lage koelingsbehoefte, waardoor deze dicht bij klassieke computersystemen kan komen en zo de integratie in bestaande technologieën wordt vergemakkelijkt. Als onderdeel van het project plannen de deelnemende instellingen – waaronder zes universiteiten, twee non-profit onderzoeksinstellingen en vijf industriële bedrijven – een pre-competitieve ontwikkeling die niet alleen invloed heeft op de hardware, maar ook op de firmware en software.

Met al deze innovatieve benaderingen is de regio niet alleen goed op weg om een ​​leidende rol te spelen op het gebied van de kwantumtechnologie. Er liggen veelbelovende kansen in de lucht die wachten om aangeboord te worden. Een blik in de toekomst leert dat er nog veel meer gaat gebeuren!