Rome (I) – De kwantumcomputer komt een stapje dichterbij: Italiaanse natuurkundigen gebruikten de wetten van de kwantummechanica om een logische operatie uit te voeren.


De kwantumcomputer is de belofte voor de toekomst: in theorie kan hij sneller en krachtiger zijn dan de huidige computers. Het enige probleem is dat computers werken met logische operaties met bits, wat met kwantumcomputers niet mogelijk zou zijn. Een team van Italiaanse wetenschappers onder leiding van Francesco De Martini heeft nu echter het tegendeel bewezen en de eerste logische operatie uitgevoerd met een kwantummechanisch systeem.
Computers werken met bits: elektrische signalen die een 1 of een 0 representeren. Met deze bits voeren zij logische operaties uit, waarvan één van de simpelste een NOT-operatie is: een 1 wordt een 0 of andersom. Kwantumcomputers werken echter niet met zuivere enen of nullen, maar met zogenaamde superposities: de kwantumbit of qubit is zowel 1 als 0 tegelijk. Het omdraaien van zo'n qubit – de kwantum NOT-operatie – houdt dus in het veranderen van de superpositie in zijn tegengestelde. De Martini en zijn collega's deden iets wat hier erg in de buurt kwam en wat volgens hen goed genoeg moet zijn om ermee te kunnen rekenen.
De onderzoekers gebruikten laserlicht in plaats van elektrische signalen. Licht bestaat uit deeltjes (fotonen) die twee verschillende polarisatietoestanden hebben. Deze polarisaties zijn de enen en nullen in dit systeem. Door laserlicht door een speciaal kristal te sturen, ontstaat een superpositie van de beide polarisatierichtingen. Met een opstelling van detectoren, kristallen en spiegels veranderden de natuurkundigen de polarisatie van het licht zodanig dat de eindtoestand ongeveer tegengesteld was aan de begintoestand. De eerste NOT-operatie op een qubit was hiermee een feit.
Alhoewel De Martini met dit experiment heeft aangetoond dat logische operaties met kwantumbits mogelijk zijn, blijft een kwantumcomputer op elk kantoor voorlopig nog steeds alleen iets voor futuristische filmscenario's.

Sonja Jacobs