QLSI (Quantum Large-Scale Integration with Silicon) gaat zich richten op het verder opschalen van quantumbits met silicium als basis. In eerste instantie richt het Europese consortium zich bij wijze van een demonstratie op het ontwikkelen van een processor met 16 qubits. Projecttrekker CEA-LETI in Grenoble toonde eerder aan dat het mogelijk is een quantumbit te maken in cmos. Daarnaast is er nog ander opzienbarend quatumnieuws: Delftse natuurkundigen van het onderzoeksinstituut QuTech hebben een soort voorbode van het quantuminternet gebouwd.
Nederland heeft in dit twintig organisaties tellende consortium een stevige inbreng met de Universiteit Twente, TU Delft/Qutech en TNO. België is met Imec vertegenwoordigd.
Silicium heeft als voordeel dat het nu al een fabricatietechnologie heeft die zich leent voor vergaande opschaling. Daarbij wordt voortgeborduurd op de huidige cmos-fabricagetechnologie voor chips. Die kracht benutten om quantumprocessoren te ontwikkelen, is een van de uitgangspunten van QLSI, dat deel uitmaakt van het grote Europese programma Quantum Flagship.
De Universiteit Twente (UT) bouwt, in haar Centre for Quantum Nanotechnology Twente (Quant), aan de bouwstenen voor die quantumcomputer. Quant heeft veel kennis over de toepasbaarheid van silicium, en het eveneens Twentse MESA+ NanoLab biedt daarvoor de hoogwaardige infrastructuur.
Prof.dr.ir. Floris Zwanenburg noemt QLSU een ijzersterk consortium dat expertises van siliciumtechnologie en quantumelektronica combineert. ‘Het sluit precies aan bij de deskundigheid van de UT op het gebied van spins in quantumdots,’ zegt hij.
Het Quantum Flagship van de Europese Unie is een tienjarenprogramma waarmee een miljard euro is gemoeid. Doel is Europa voortrekker te maken in quantumtechnologie. Het nieuwe consortium QLSI maakt hiervan deel uit, heeft een looptijd van vier jaar en een budget van 15 miljoen.
De partners in QLSI zijn naast de eerdergenoemde instellingen CNRS, Fraunhofer Instituten IPMS en IAF, Universiteit Kopenhagen, University College London, Forschungszentrum Jülich, University of Basel, Hitachi, University of Konstanz, Leibniz Institut IHP, ATOS, STMicroelectronics, Infineon Dresden, QUANTUM Motion en SOITEC.
Naast qubits op basis van silicium zijn ook qubits met diamant in onderzoek. Het derde spoor, majorana-qubits, leek eerst veelbelovend maar verkeert nu in een periode van onzekerheid. Een Delfts research team onder leiding van prof. Leo Kouwenhoven dacht drie jaar geleden een majorana-deeltje te hebben waargenomen. Maar de onderzoekers zijn daar inmiddels niet meer zo zeker van. Een wetenschappelijk artikel met nieuwe bevindingen wordt momenteel door vakgenoten onder de loep genomen. Volgens een woordvoerder van TU Delft kan het nog wel enkele maanden duren voordat hier meer duidelijkheid over komt.
Quantuminternet
Delftse natuurkundigen van het onderzoeksinstituut QuTech hebben een soort voorbode van het quantuminternet gebouwd. Ze slaagden erin een netwerkje van drie losse qubits te vormen. Dit gebeurde door ze onderling te verstrengelen.
Hiermee is het bewijs geleverd dat ook op grotere schaal een quantuminternet mogelijk is. Echte quantumcomputers zijn nog niet verbonden, maar thans is bewezen dat dit in beginsel valt te realiseren. Quantumcomputers kunnen niet uit de voeten op het gewone internet. Ze hebben een nieuw soort internet nodig.
De Volkskrant citeert de quantumfysici Anton Zeilinger (Universiteit Wenen) en Siddarth Joshi (Universiteit Bristol) die de Delftse resultaten spectaculair noemen. Het was al eerder gelukt twee qubits met elkaar te verbinden, maar nu zijn het er drie. Verstrengeling van qubits wordt snel verstoord door invloeden van buitenaf. Zonder goede afscherming gaat de verbinding snel kapot.
Fysicus Ronald Hanson, Matteo Pompili, Hans Beukers en Sophie Hermans hebben een voorpublicatie van hun onderzoeksresultaten gedaan op Arxiv.org.
