Zelfs de simpelste quantumsystemen, bestaand uit een handvol deeltjes, kunnen niet nauwkeurig worden doorgerekend. Dat is spijtig, want quantummgedrag ligt ten grondslag aan vele speciale eigenschappen van materialen. Met quantumrekenmethodes zouden we die beter begrijpen, en belangrijker: we zouden nieuwe materialen kunnen ontwerpen. Onderzoekers van Qutech en enkele partners hebben nu een alternatief ontwikkeld: een methode om de elektronische eigenschappen van materialen te simuleren in een kunstmatige quantumwereld.
Die modelwereld is opgebouwd uit quantumdots. Het is al langer bekend dat deze nanodeeltjes in principe geschikt zijn om het gedrag van en interacties tussen elektronen te onderzoeken, maar het was tot nu toe te lastig om voldoende controle uit te oefenen over het systeem. De Qutech-onderzoekers zijn daar nu in geslaagd. Nog met slechts drie quantumdots, maar de methode is schaalbaar. Simulatie van ‘grote’ quantumsystemen ligt dus in het verschiet.
Qutech-partner Intel gaat helpen snel mogelijk chips met meer quantumdots te maken. ‘De kennis en kunde die zij leveren op het gebied van halfgeleider-fabricage, gecombineerd met ons diepe begrip van quantumcontrole, biedt mogelijkheden waar we nu echt de vruchten van gaan plukken’, aldus Qutech-groepsleider Lieven Vandersypen.