QuTech, de onderzoeksafdeling van de TU Delft, stelt in samenwerking met Fujitsu een wereldprimeur bereikt te hebben. Dit door kwantumpoorten voor diamant-spin qubits te ontwikkelen met een foutmarge van minder dan 0,1 procent. Deze doorbraak is een belangrijke stap richting praktische kwantumcomputers.
De onderzoekers hebben een universele set kwantumpoorten ontwikkeld met een nauwkeurigheid van meer dan 99,9 procent, wat cruciaal is voor het uitvoeren van kwantumfoutcorrectie. Voor deze doorbraak is gebruikgemaakt van diamant-spin technologie, waarbij de spins (elektronen- en kernspins) in diamantkristallen als qubits dienen. Deze technologie is veelbelovend omdat diamant-spin qubits kwantumtoestanden relatief lang kunnen vasthouden en bij hogere temperaturen kunnen werken dan supergeleidende qubits.
De onderzoekers hebben hoogzuivere diamanten gebruikt met een verlaagde concentratie koolstof-13 isotopen (0,01 procent in plaats van 1 procent) om omgevingsruis te verminderen. Hierdoor ontstond een stabiel twee-qubit systeem bestaande uit een elektronenspin en een stikstofkernspin binnen een stikstof-vacature (NV) centrum in het diamant.
Toekomstplannen
De TU Delft werkt al jaren aan kwantumtechnologieën, waaronder kwantumcomputers. Het Advanced Computing Lab van de universiteit is een belangrijke plek voor samenwerking tussen wetenschappers en bedrijven zoals Fujitsu.
Professor Tim Taminiau van de TU Delft benadrukt het belang van deze ontwikkeling: “Hoewel er nog een lange en uitdagende weg voor ons ligt, voldoet het feit dat we poortnauwkeurigheden boven 99,9 procent hebben aangetoond aan een van de belangrijkste vereisten voor schaalbare kwantumberekeningen.”
Fujitsu en QuTech zullen hun samenwerking voortzetten om het aantal qubits te vergroten en technologieën te ontwikkelen voor optische verbindingen tussen elektronenspins. Het uiteindelijke doel is een schaalbaar kwantumcomputersysteem te realiseren, inclusief integratie met besturingscircuits.