Een internationale onderzoeksgroep onder leiding van QuTech in Delft , een samenwerking tussen de TU Delft en onderzoeks-organisatie TNO, heeft een netwerkverbinding tussen kwantum-processoren aangelegd tussen Delft en Den Haag van 25 km. Dat wordt in Delft gezien als een belangrijke vooruitgang van vroege onderzoeksnetwerken in het lab naar een toekomstig kwantuminternet. De groep ontwikkelde volledig onafhankelijk werkende knooppunten en integreerde deze via optische vezel.
Een toekomstig kwantuminternet moet het delen van kwantuminformatie mogelijk maken via een nieuw type netwerk. Het grote voordeel van de kwantumtechnologie is dat de kwantumbits tegelijkertijd in meer dan een positie kunnen verkeren en dat ze ook onderling verbonden kunnen worden (verstrengeling), maar dat schept ook problemen bij overdracht en verwerking van de kwantuminformatie.
“De afstand waarover we in dit project kwantumverstrengeling creëren, via 25 km ondergrondse glasvezel, is een record voor kwantumprocessoren”, zegt Ronald Hanson van de TU Delft. “Dit is de eerste keer dat dergelijke kwantumprocessoren in verschillende steden met elkaar zijn verbonden. (…) We moesten een flexibel systeem ontwerpen waarmee de knooppunten onafhankelijk over grote afstanden konden werken. We moesten fotonverlies (een foton is een lichtdeeltje; as) op de verbindingssnelheid beperken en we moesten elke keer als de verstrengeling succesvol werd gecreëerd, een betrouwbare bevestiging krijgen. Zonder deze innovaties zou zo’n grote afstand niet mogelijk zijn geweest.”
Medeauteur Arian Stolk legt uit wat dat betekent: “De verbinding moest stabiel zijn binnen de golflengte van de fotonen (minder dan een µm) over 25 kilometer optische vezel. Die uitdaging is vergelijkbaar met het constant houden van de afstand tussen de aarde en de maan met een nauwkeurigheid van slechts een paar millimeter. Door een combinatie van onderzoeksinzichten en toegepaste techniek zijn we daartoe in staat geweest.”
Fraunhoferinstituut
Veel bedrijven en onderzoeksinstuten hebben bij de verwezenlijking van het kwantunetwerk meegewerkt. Zo heeft het Fraunhoferinstituut ILT een cruciaal onderdeel geleverd voor dit netwerk: een nieuw type kwantumfrequentieomvormer. Diverse bedrijven leverden specifieke apparatuur en materialen zoals lasers en synthetische diamanten. KPN was verantwoordelijk voor de glasvezelinfrastructuur en de locaties van de knooppunten.
De opzet zou direct toepasbaar zijn in soortgelijke projecten. Hanson: “Dit werk markeert een belangrijke stap van het onderzoekslab naar de praktijk, waardoor verkenning van de eerste kwantumprocessornetwerken op grootstedelijke schaal mogelijk wordt.”
Bron: phys.org