Jacob Linder (afb: QuSpin)

Elke dag kan ik(=as) wel een verhaal plaatsen over de geweldige vorderingen die het onderzoek aan de kwantumtechnologie doormaakt (vaak aangeduid met de onzinterm ‘doorbraak’), maar het is nog steeds martelen met die kwantumcomputer. Kwantumtoestanden zijn uiterst wankel en het systeem moet daardoor constant fouten verbeteren. Tripletsupergeleiding zou een uitkomst kunnen bieden, denken sommige onderzoekersters.
Je zult je afvragen: Huh, wat is tripletsupergeleiding? Conventionele supergeleiders kunnen elektriciteit (=elektronen) transporteren zonder meetbare elektrische weerstand. Ze kunnen erg nuttig zijn, maar zijn niet altijd efficiënt genoeg, legt het persbericht uit (voor de kwantumtechnologie wordt waarschijnlijk bedoeld;as). ‘Gewone’ supergeleiders zijn zogenaamde singletsupergeleiders. Dat betekent dat de supergeleidende deeltjes geen spin hebben. In tripletsupergeleiders hebben de supergeleidende deeltjes die spin wel.

“Een tripletsupergeleider staat hoog op het verlanglijstje van veel natuurkundigen die werkzaam zijn in de vastestoffysica”,zegt Jacob Linder van de Noorse universiteit voor wetenschap en technologie (NTNU). Hij werkt bij QuSpin – een onderzoekscentrum waar natuurkundigen zich buigen over ingewikkelde vraagstukken. “Materialen die tripletsupergeleiders zijn, vormen een soort ‘heilige graal’ in de kwantumtechnologie en meer specifiek in het kwantumrekenen.” Linder en zijn collega’s zijn nu op zoek naar zo’n geschikte tripletsupergeleider. “We denken dat we een tripletsupergeleider hebben gevonden.”

De Noor werkt op het gebied van kwantummaterialen en hoe deze kunnen worden toegepast in spintronica (daarbij worden spins gebruikt om het ‘rekenwerk’ te doen) en kwantumtechnologie.
Een spin is een eigenschap van elektronen die gebruikt kan worden om informatie over te dragen op manieren die verschillen van de methoden die momenteel in digitale computers worden gebruikt. Een spin kan ook worden gebruikt in kwantumtechnologie, met name in combinatie met supergeleiders, maar de huidige technologie is helaas nog erg instabiel. Linder: “Een van de grootste uitdagingen in de kwantumtechnologie van vandaag is het vinden van een manier om computerbewerkingen met voldoende nauwkeurigheid uit te voeren.”

“Het feit dat (de elektronen in; as) tripletsupergeleiders een spin hebben, heeft een belangrijke consequentie. We kunnen nu niet alleen elektrische stromen, maar ook spinstromen transporteren met absoluut nul weerstand”, legt Linder uit. Dit zou betekenen dat extreem snelle computers kunnen werken met een laag energieverbruik (dat hangt er natuurlijk maar helemaal van af welke (lage) temperaturen je nodig hebt om die tripletsupergeleiders supergeleidend te maken; as).

Niobiumrenium

“We tonen aan dat het materiaal NbRe (niobiumrenium; as) eigenschappen vertoont die consistent zijn met tripletsupergeleiding,” aldus Linder. Niobium is een vrij zeldzaam metaal. Het wordt in Noorwegen gewonnen. Renium is nog veel zeldzamer en (dus) ook duur.
“Het is nog te vroeg om definitief vast te stellen of het materiaal een tripletsupergeleider is. Dat moet nog worden geverifieerd door andere onderzoeksgroepen. Ook is het nodig om verder onderzoek te doen naar tripletsupergeleiding,” zegt de onderzoeker. “Ons experimenteel onderzoek toont aan dat het materiaal zich compleet anders gedraagt ​​dan we zouden verwachten van een conventionele singletsupergeleider.”

“Een ander voordeel van dit materiaal”, zegt hij, “is dat het supergeleidend is bij een relatief hoge temperatuur,” zegt Linder. Het is maar wat je hoog noemt. Hij heeft het over 7 K (zeven graden boven het absolute nulpunt: -266°C). Andere mogelijke kandidaten voor tripletsupergeleiding vragen om temperaturen van rond de 1 K. Dat nuanceert die uitspraak over weinig energieverbruik weer. Het kost een hoop energie om die lage temperatuur te bereiken (dunkt mij=as)

Bron: phys.org