De Grumman X29
De Grumman X-29, een experimenteel Amerikaans vliegtuig uit de jaren ’80, zou Australische onderzoekers inspiratie hebben gegeven om de kwantumtechnologie eindelijk uit de steeds meer voortdurende labfase te halen. De Australiërs waren op zoek naar wegen om kwantumruis tegen te gaan, een naar fenomeen die een betrouwbare kwantumcomputer lastig te realiseren maakt. Ze bouwden een experimenteel ruisfilter, waarbij toepassing van de kwantumtechnologie weer een stapje dichter bij de werkelijkheid komt.
Het is natuurlijk gewoon een truc om de aandacht te trekken. Hè, wat heeft een ‘oud’ vliegtuig nu met kwantumcomputers te maken, moet de lezer denken en hij (of m.m. zij) gaat lezen. Opzet geslaagd. De Australische kwantumonderzoekers lijken gebruik te hebben gemaakt van het onderzoek en de ontwikkelingsprogramma’s voor dat experimentele, vreemd gevormde vliegtuig. Onderzoeker Michael Biercuk van de universiteit van Sydney :”Het heeft me altijd geïntrigeerd dat dat vliegtuig ook kon vliegen. Dat lukte door de vorderingen op het vakgebied regeltechniek, waardoor de ingenieurs het vliegtuigontwerp wisten te stabiliseren. We raakten geïnteresseerd omdat dezelfde concepten een rol kunnen spelen bij de ontwikkeling van kwantumtechnologie tot een werkend systeem. Als de regeltechniek een onstabiele omgekeerde pijl kan ombouwen tot een eersteklas jager, dan is het tamelijk verbazingwekkend wat die techniek kan doen voor de kwantumtechnologie van de toekomst. ”
Het resultaat is dat de onderzoekers er in geslaagd (zouden) zijn om de kwetsbare kwantumsystemen om te toveren in een stabiele technologie. De truc was uit te vinden hoe je die kwetsbare systemen kan beschermen tegen hun storende omgeving met behulp van de regeltechniek. Kwantumsystemen zijn heel gevoelig voor ruis. Biercuk: “Het is wat, in dit geval, plaatselijke elektromagnetische lading doet met de componenten van het systeem. Stel dat je tv alleen werkt bij zonnig weer, dan moet je iets verzinnen om de tv ook nuttig te maken op grijze dagen.”
De kwantumregeltechniek zou de oplossing moeten (kunnen) leveren. Eerst moesten de onderzoekers erachter komen hoe ruis het systeem beïnvloedt terwijl het functioneert. Dat is vrij lastig. De onderzoekers slaagden er echter in de schade (invloed) te berekenen aan een kwantumtoestand. Het volgende was dat ze moesten bewijzen dat de theorieën om de schade te beperken ook in het echt werken. Biercuk: “Een van de belangrijkste resultaten die we bereikt hebben is te laten zien dat de door ons gebruikte overdrachtsfuncties, gebruikt om de schade te berekenen, uitstekende voorspellers zijn hoe kwantumsystemen veranderen onder invloed van ruis. Dat hebben we gedaan met proeven met echte kwantumsystemen in de vorm van ‘gevangen’ atomen.” Met deze kennis gewapend slaagden de onderzoekers er in de kwantumsystemen effectief te beschermen met behulp van regeltechniek. “Net zoals het regelsysteem een aerodynamisch onstabiel vliegtuig in de lucht houdt, bleek uit experimenten dat met onze technieken we in staat waren de atomen nuttige berekeningen te laten uitvoeren. Als je dat regelsysteem uit zet, dan stort de hele boel in elkaar.”
Biercuk is er op gebrand, maar wie niet in dit vakgebied, om eindelijk de functioneel nuttige kwantumcomputer te kunnen ontwikkelen. “We weten dat het rare fenomeen dat een deeltje tegelijk in twee toestanden kan verkeren en ook die vreemde mogelijkheid kwantumtoestanden te teleporteren echt zijn en in een lab gerealiseerd kunnen worden. Nu willen we dat aan het werk zetten en dat betekent dat we uit moeten zoeken hoe we kwantumsystemen bouwen om die nieuwe en nuttige dingen te laten doen.”
Bron: Science Daily