ENGINEERINGNET.BE - Binnen dat project zal de onderzoeker nieuwe materialen ontwikkelen, die moeten leiden tot het genereren van zogenaamde Majorana qubits (bouwstenen voor een volgende generatie kwantumcomputers).
Van kwantumcomputers wordt verwacht dat ze de mogelijkheden van het klassieke rekenen ver zullen overstijgen, met veelbelovende toepassingen in geneeskunde, scheikunde, logistiek, cryptografie, ... Dat hebben ze te danken aan de qubit, bouwsteen van de kwantumcomputer die zich gedraagt volgens de wetten van de kwantummechanica.
Vandaag gaat de aandacht vooral uit naar halfgeleidende en supergeleidende qubits, die veelbelovende eigenschappen hebben zowel voor het kwantumrekenen als voor de fabricage van kwantumcomputers.
Maar deze qubits hebben ook een negatieve kant: ze verliezen kwantuminformatie, een fenomeen dat ook wel de-coherentie genoemd wordt. Dit probleem wordt vandaag opgevangen door het aantal qubits op te drijven (tot 106 per chip) en door algoritmes te voorzien die de ‘fouten’ moeten corrigeren.
Merckling: “De grootste uitdaging is het genereren van zogenaamde Majorana-fermionen, die een kwantumtoestand kunnen vasthouden. Dat vraagt heel wat materiaalinnovatie. Zo moeten we een supergeleidend materiaal kunnen stapelen op een materiaal met sterke spin-baankoppeling, zoals een topologische isolator.”
Binnen het project zal de onderzoeker een innovatieve weg volgen die moet leiden naar de realisatie van Majorana-fermionen. Baanbrekend idee is het gebruik van een nieuw stabiel oxide-materiaal (een perovskiet-materiaal gebaseerd op barium-bismut-oxide) dat door speciale doperingstechnieken de basis vormt voor zowel het supergeleidend materiaal als de topologische isolator.
Hierdoor kan een defectvrije interface ontstaan, waar de Majorana-fermionen zullen gevormd worden. In een later stadium zal het team ook de fabricage van de kwantumchips onder de loep nemen. Zo moet integratie op een siliciumsubstraat (standaard chipsubstraten) de fabricage op grote schaal mogelijk maken.
Voor dit ambitieuze vijfjarenproject ontvangt Clement Merckling 2,3 miljoen euro.
