Kwantumcomputers op siliciumchips: Miljoenen qubits mogelijk

Niet alleen elektronen, maar ook de gaten of defecte elektronen hebben een spin. Het is al sinds 2022 bekend dat dit op dezelfde manier gebruikt kan worden als een qubit.

Een enkele qubit maakt echter nog geen kwantumcomputer. Er zijn er momenteel enkele honderden nodig, die dankzij de kwantumverstrengeling tussen de individuele qubits zorgen voor de verbazingwekkend hoge rekenkracht van dergelijke systemen.

Het is daarom de moeite waard om het rapport van de Universiteit van Basel te bekijken, waarin twee van deze gaten, of beter gezegd hun spins, zich niet alleen gedroegen als klassieke bits, maar ook met elkaar interageerden. Dit zou de stap naar een kwantumcomputer zijn.

En omdat het proces gegenereerd kon worden met een veldeffecttransistor, kan een veelgebruikt productieproces voor transistors gebruikt worden om deze componenten te maken. Dergelijke metaaloxide-halfgeleider-veldeffecttransistors, die vooral bekend staan als FinFET's, zijn onder andere te vinden in smartphones. Deze hebben de constructie in het lage nanometerbereik überhaupt mogelijk gemaakt.

Met de "quantumpoort" die nu gemaakt is, kunnen de twee qubits die erin zitten nauwkeurig bestuurd worden. De spin van een defect elektron kon specifiek worden omgekeerd en werd ook beïnvloed door de spin van het tweede gat. Een reactie die vergelijkbaar is met die van de klassieke transistor lijkt dus haalbaar.

Bovendien ligt de reactietijd volgens het onderzoek in de orde van enkele nanoseconden. Dit resulteert in een mogelijke kloksnelheid van meer dan 500 megahertz. De foutmarge zou ook minimaal moeten zijn.

Dit zou niet alleen het productieproces onproblematisch maken. Het gedrag van de qubits zou ook snel en betrouwbaar zijn. Klinkt bijna te mooi, maar er is geduld nodig totdat de Zwitserse kwantumcomputer met één miljoen qubits daadwerkelijk wordt onthuld. En dan maar afwachten of hij uiteindelijk niet gewoon "42" uitspuugt als het antwoord op alles.