Rubicon Fellow Hannes Bernien succesvol in quantumonderzoek bij Harvard

10 december 2017

Hannes Bernien (34) is postdoc bij Harvard University in Boston. In 2016 ontving hij een Rubicon-postdoc fellowship van NWO, voor onderzoek naar het samenstellen van grote quantumsystemen. Dit onderzoek is zo succesvol dat hij er al twee keer over publiceerde, als eerste auteur in Nature, en in Science (gedeeld eerste auteur).

Bernien studeerde natuurkunde aan de universiteit van Hannover in Duitsland, met twee exchange semesters aan Peking University en aan de National University in Seoul, Zuid-Korea. Hij promoveerde aan de TU Delft in de groep van Ronald Hanson. Met zijn NWO Rubicon postdoc fellowship vertrok hij naar Harvard University waar hij nu in de groep van Mikhail Lukin onderzoek doet.

Bernien vertelt dat zijn promotieonderzoek in Delft veel raakvlakken had met het werk in de groep van Lukin en dat een postdoc daar een ideaal vervolg bleek te zijn. Het Harvard onderzoek beslaat zogenaamde quantum 'lego's', systemen die modulair samengesteld zijn. Bernien legt uit: "Een van de grote vragen in de quantumwetenschap is hoe je grote systemen kunt bouwen die uit een massa goed gecontroleerde deeltjes bestaan, die hun quantumcoherentie behouden. Als je een groot aantal qubits afzonderlijk en in interactie met elkaar, kan besturen, en dit op kunt schalen, brengt dit de quantumcomputer een stuk dichterbij. Bij Harvard hebben we een nieuwe aanpak ontwikkeld om dergelijke grote quantumsystemen op een gecontroleerde manier te assembleren. Hoe? We vangen enkele atomen met reeksen optische pincetten. We kunnen deze pincetten naar door ons gewenste posities verplaatsen en op die manier de atomen precies zo positioneren als wij willen. Vervolgens schakelen we interacties tussen de atomen in en bestuderen we hoe de grote gecombineerde quantumtoestand evolueert. Omdat dit in ultrahoog vacuüm en daardoor goed geïsoleerd van de omgeving gebeurt, kunnen we de quantumeigenschappen behouden."

Hannes BernienAfbeelding: Hannes Bernien

Bernien en zijn collega-onderzoekers mogen op veel belangstelling van de industrie rekenen. Bernien: "De interesse voor onze resultaten is groot en er zijn inderdaad diverse contacten met andere onderzoeksgroepen en bedrijven. Natuurlijk hebben we eerst een patent aangevraagd."

Hoe gaat hij zijn carrière vervolgen? Bernien: "Dit zijn echt spannende tijden voor de quantumwetenschap, met zowel fascinerend fundamenteel onderzoek als veelbelovende ontwikkelingen voor de toepassing in quantumtechnologieën. Het zou fantastisch zijn om honderden of misschien wel duizenden goed gecontroleerde atomen te hebben en hun gecombineerde quantumgedrag te kunnen bestuderen. Ook voor de quantumtechnologie zou het door ons ontwikkelde optische pincetplatform grote gevolgen kunnen hebben. Na mijn postdoc op Harvard wil ik mijn eigen onderzoeksgroep beginnen, waarmee ik de benodigde controle- en meetinstrumenten zal ontwikkelen om deze aanpak compleet te ontsluiten."

Over Rubicon

Het programma Rubicon laat recent gepromoveerde wetenschappers ervaring opdoen aan een buitenlands topinstituut. Dat is een belangrijke opstap voor een wetenschappelijke carrière. Meer informatie: https://www.nwo.nl/onderzoek-en-resultaten/programmas/rubicon.

Bron: NWO