Nieuw theoretisch werk van de University of Chicago suggereert dat kwantumcomputers over ongekende afstanden met elkaar kunnen verbinden, wat een belangrijke stap is naar een kwantuminternet. In een paper in Nature Communications laat assistent-professor Tian Zhong zien dat de reikwijdte tot 2,000 km kan worden uitgebreid, en dat dit een verbinding mogelijk maakt tussen UChicago PME en een locatie buiten Salt Lake City, Utah.
De groep bereikte deze vooruitgang door de kwantumcoherentie van individuele erbiumatomen sterk te vergroten: van 0.1 milliseconden naar meer dan 10 milliseconden, met een piek van 24 milliseconden in één experiment. Met die langere coherentie is theoretisch zelfs 4,000 km haalbaar, een afstand die UChicago PME noemt naar Ocaña, Colombia.
In plaats van nieuwe grondstoffen gebruikten de onderzoekers een andere groeimethode: molecular-beam epitaxy (MBE) in plaats van de traditionele Czochralski-methode, die ingrediënten smelt bij meer dan 2,000 graden Celsius. MBE bouwt dunne lagen op en levert volgens Zhong materiaal met zeer hoge zuiverheid en betere coherentie. Het team werkte hiervoor samen met UChicago PME-assistent-professor Shuolong Yang. Buitenstaanders zoals professor Hugues de Riedmatten van het Institute of Photonic Sciences noemen de aanpak innovatief en schaalbaar voor vezelcompatibele apparaten.
De volgende stappen zijn experimenteel: Zhong wil in zijn lab twee qubits in aparte verdunningskoelkasten koppelen met 1,000 kilometers opgerolde kabel, en bouwt een derde koelkast om een lokaal netwerk te vormen en een toekomstige langeafstandskoppeling te simuleren.
Moeilijke woorden
- kwantumcoherentie — Tijd waarin een kwantumsysteem zijn samenhang behoudt
- reikwijdte — Afstand waarvoor een verbinding mogelijk is
- qubit — Kleinste informatie-eenheid in een kwantumcomputerqubits
- verdunningskoelkast — Apparaat dat zeer lage temperaturen bereiktverdunningskoelkasten
- zuiverheid — Mate van afwezigheid van onzuivere stoffen
- groeimethode — Manier waarop materiaal laag voor laag groeit
- vezelcompatibel — Geschikt om te werken met glasvezelkabelsvezelcompatibele
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke mogelijke voordelen en problemen zie je bij het verbinden van kwantumcomputers over duizenden kilometers?
- Hoe kan een hogere zuiverheid van materiaal bijdragen aan betere prestaties van kwantumapparaten?
- Wat zouden praktische toepassingen kunnen zijn van een kwantuminternet tussen universiteiten in verschillende landen?
Gerelateerde artikelen
Jamaica zoekt energie-oplossingen na orkaan en hoge rekeningen
Na orkaan Beryl klaagden veel Jamaicanen over hogere elektriciteitsrekeningen. Een toezichthouder onderzocht de rekeningen en adviseerde verlagingen; het land onderzoekt ook zonne- en oceaanenergie, maar experts noemen kosten en orkaandrukte een uitdaging.
Waarom taalmodellen moeite hebben met vermenigvuldigen
Onderzoekers van de University of Chicago en partners onderzochten waarom grote taalmodellen twee viercijferige getallen slecht vermenigvuldigen. Een nieuwe trainingsmethode (ICoT) liet modellen tussentijdse waarden onthouden en verbeterde de nauwkeurigheid sterk.
AI helpt tabaksmarketing tegen jongeren tegengaan
Tijdens een conferentie in Dublin zeiden experts dat AI kan helpen voorkomen dat tabaksbedrijven jongeren online gericht benaderen. Voorbeelden uit Indonesië, India en Mexico laten zien hoe AI marketing opspoort en beleidsmakers informeert.
