Gary Steele sluit zich aan bij consortium om nieuw quantumapparaat te bouwen

Nieuws - 30 november 2018 - Communication TNW

De onderzoeksgroep van Prof. Gary Steele is van plan om een quantumapparaat te bouwen dat in staat is om zijn eigen beslissingen te nemen. Steele's groep maakt deel uit van een ambitieus internationaal consortium dat 2,9 miljoen euro aan financiering heeft ontvangen.

Het consortium wordt geleid door professor Michael Hartmann van het Heriot-Watt Institute of Photonics and Quantum Sciences (IPaQS). Het bestaat verder uit onderzoekers en wetenschappers van ETH Zurich (Zwitserland), Universiteit van Baskenland (Spanje), IBM Zurich (Zwitserland) en Volkswagen (Duitsland).

"Dit project heeft twee hoofdthema's", legt Steele uit. "ETH Zurich en IBM zullen werken aan gate-based quantum computing. Ze willen concepten van neurale netwerken introduceren in dit soort processen. Mijn groep zal werken aan een ander concept genaamd 'quantum annealing'. Door netwerken van oscillatoren (een soort slinger) in quantum superpositie-toestanden op te bouwen, kan het netwerk bepaalde quantumproblemen efficiënt oplossen door 'het antwoord zelf te vinden'.”

De ‘slinger’ in Steele's experimenten is geen massa aan een koord, maar een elektrisch circuit dat bestaat uit een spoel en een condensator. "In een normale LC-kring kun je aan één kant een lading inbrengen en zal deze heen en weer slingeren", legt Steele uit. "In een quantumversie kun je de lading echter aan beide kanten van de condensator tegelijk plaatsen, en dat maakt het mogelijk om dingen te doen die je in de klassieke natuurkunde niet kunt doen.”

Steele: "We beginnen met het bouwen van een van deze LC-circuits in een quantum superpositie. Daarna schalen we op en verbinden we meerdere circuits met elkaar op een chip, zodat ze met elkaar kunnen praten en we steeds grotere netwerken kunnen bouwen.”

Hoe lossen deze netwerken zelf complexe quantumproblemen op? "Het klinkt grappig, maar het idee is een beetje als een kinderpuzzel waarbij je een bal in een doos hebt die je door een gat wilt krijgen. Als je blijft schudden, zal de bal uiteindelijk zelf het gat vinden en naar de andere kant vallen. Het verschil is dat in ons experiment de quantummechanica voor ons schudt, en dat geeft ons de mogelijkheid om zeer efficiënt te zijn.”

Voor dit project, dat in juni volgend jaar van start gaat, zullen een nieuwe Postdoc en een nieuwe promovendus toetreden tot de groep van Gary Steele. De financiering wordt verstrekt in het kader van FET Open, dat de eerste fasen van wetenschappelijk en technologisch onderzoek en innovatie ondersteunt rondom nieuwe ideeën voor toekomstige, radicaal nieuwe technologieën.