Transistoren van germanium voor betrouwbare quantumberekeningen (via Engineeringnet.be)
Onderzoek & Wetenschap 17/01/2020 8:26:37
Onderzoekers van QuTech, een samenwerking tussen TU Delft en TNO, ontwikkelen transistoren op basis van germanium die berekeningen uitvoeren voor de toekomstige quantumcomputer.
ENGINEERINGNET.BE - Met de ontwikkeling van de quantumcomputer, die potentieel ongekende mogelijkheden heeft, lijkt het de laatste tijd hard te gaan.
De bouwstenen voor zo'n computer zijn quantumbits. De afgelopen twee decennia hebben onderzoekers wereldwijd diverse bestaande en nieuwe systemen onderzocht om te fungeren als quantumbits. Zo ook transistoren: deze schakels zijn met miljarden tegelijk aanwezig op chips van computers, telefoons en televisies.
'We werken al langer met transistoren als bouwstenen voor een quantum computer', vertelt Nico Hendrickx, eerste auteur en promovendus bij QuTech. 'Tot nu toe was het niet mogelijk om quantumberekeningen uit te voeren met alleen transistoren. Er waren ook andere elementen nodig, en dit vormde een beperking voor de opschaling. Wij laten nu zien dat een enkele transistor wél als quantumbit kan functioneren, door gebruik te maken van germanium.'
Amir Samman van TNO: 'Het aanleveren van het germanium materiaal met de juiste specificaties om het te gebruiken voor quantum toepassingen is een uitdaging op zich. Bij TNO ontwikkelden we een techniek om een specifieke structuur te maken die kan dienen als een proeftuin voor verschillende quantum technologieën. In dit geval werd ons materiaal gebruikt als een platform voor de productie van snelle germanium transistoren.'
De allereerste transistor uit 1947 was van germanium. Het was toen ook al bekend dat germanium betere eigenschappen heeft als halfgeleider dan silicium. Er bleken echter moeilijkheden in de fabricage en zo werd silicium hét materiaal van de halfgeleiderindustrie.
Nu deze fabricageproblemen zijn opgelost, tonen de onderzoekers aan dat ze betrouwbare en uiterst snelle quantumberekeningen kunnen maken met germanium.
'Germanium is hiermee in ruim één jaar tijd ontwikkeld van een materiaal waarmee stabiel gebouwd kan worden, naar een platform waarop quantumberekeningen uitgevoerd worden', zegt Menno Veldhorst van QuTech. 'Deze ontwikkeling is ongekend snel en dat is veelbelovend op de weg naar een functionele quantumcomputer.' << (Lydia Heida) (foto: TNO)