Nobelprijs voor grondleggers van quantumcomputer

Drie natuurkundigen krijgen de Nobelprijs voor hun ontdekking dat de wonderlijke wereld van de quantummechanica niet alleen op het niveau van de allerkleinste deeltjes een rol speelt. Je kunt er computerchips mee maken.

In de quantummechanica kun je veel verschijnselen wel aantonen, maar niet verklaren met klassieke logica. Deeltjes gaan soms dwars door een hindernis heen terwijl dat eigenlijk niet kan: alsof je een bal tegen een muurtje gooit en hij aan de andere kant verschijnt.

Tunnel

Dit ‘tunneleffect’ in de quantummechanica speelt zeker op het niveau van de allerkleinste deeltjes, kleiner dan een atoom. Maar in de jaren tachtig lieten de natuurkundigen John Clarke, Michel Devoret en John Martinis zien dat je dit effect ook in de iets grotere ‘macrowereld’ kunt waarnemen.

De drie winnaars lieten in 1985 zien hoe elektronen op een chip zulke ‘tunneling’ vertonen. De techniek wordt al toegepast in gewone computerchips, die bijvoorbeeld in je mobiele telefoon zitten.

Deze ontdekking maakt ook de ontwikkeling van quantumcomputers mogelijk, die extreme rekenkracht zouden hebben. Chips beperken zich dan niet tot enen en nullen (zoals nu), maar kunnen – zoals de quantummechanica voorspelt – tegelijkertijd één en nul zijn. Dit maakt in principe grote rekenkracht mogelijk.

‘Terechte winnaars’

Nadia Haider (groepsleider QuTech) werkt aan dit soort supergeleidende qubits. Ze spreekt over terechte winnaars. “Clarke, Devoret en Martinis zijn pioniers op dit gebied. Ze toonden aan dat de quantummechanica niet alleen de microscopische wereld beheerst, maar ook op maat gemaakte macroscopische systemen. Hun ontdekkingen legden de basis voor moderne supergeleidende qubits, de fundamenten van veel van de huidige quantumcomputers.

Zonder hun baanbrekende bijdrage zou het vakgebied van de quantumtechnologie zich niet hebben ontwikkeld tot het veelbelovende en snelgroeiende onderzoeksgebied dat het vandaag is.”

11 miljoen Zweedse kronen

De drie onderzoekers delen de prijs van 11 miljoen Zweedse kronen, omgerekend een miljoen euro. Negen Nederlanders hebben ooit de Nobelprijs voor de natuurkunde ontvangen. De eersten waren Pieter Zeeman en Hendrik Lorentz in 1902.

De laatste Nederlandse laureaat kreeg de prijs in 2010 toegekend. Dat was de in Rusland opgegroeide Nederlands-Britse Andre Geim. Hij is echter tot zijn teleurstelling zijn Nederlandse nationaliteit verloren toen hij ook de Britse nationaliteit aannam.

HOP, Bas Belleman