Kwaliteit geen substituut voor kwantiteit bij fotonische quantumcomputers

30 mei 2018

Wereldwijd is een race gaande om als eerste de kracht van quantumcomputers aan te tonen, door een slim gekozen wiskundig probleem door te rekenen met een quantumcomputer. Het probleem moet zo gekozen zijn dat het makkelijk is voor de quantumcomputer, maar dat een gewone computer er zoveel moeite mee heeft dat de quantumcomputer klaar is ver voordat de klassieke computer het probleem af heeft.

Een zo'n probleem waarbij de quantumcomputer in het voordeel is, is boson sampling. Boson sampling is een probleem dat gaat over de interferentie van lichtdeeltjes (fotonen). Natuurkundige Jelmer Renema heeft nu aangetoond dat er een minimum kwaliteitseis geldt voor de fotonen: als de fotonen niet goed genoeg zijn, dan vervalt het rekenvoordeel dat de quantumcomputer heeft. Dit resultaat heeft grote gevolgen voor de pogingen om optische quantummachines te bouwen. Waar het er eerst op leek dat meer fotonen imperfecties kunnen compenseren, blijkt dat nu niet te kunnen. Anders gezegd: kwantiteit is geen substituut voor kwaliteit. Dit betekent dat de experimentatoren die bezig zijn zo’n quantummachine te bouwen, zich zullen moeten richten op fotonbronnen die fotonen van hoge kwaliteit leveren, in plaats van bronnen die veel fotonen leveren, zoals in de afgelopen jaren de trend was.

Jelmer Renema voerde het onderzoek uit als Rubicon-fellow tijdens zijn tweejarige verblijf bij Oxford University, Department of Physics. Het onderzoek wordt gepubliceerd in Physical Review Letters op 30 mei en is hier te lezen.

Over Jelmer Renema

Jelmer Renema is natuurkundige. Hij promoveerde aan de Universiteit Leiden, in de quantumoptica. Na een tweejarig verblijf bij Oxford University is hij nu begonnen als postdoc bij Complex Photonic Systems aan de Universiteit Twente.

Over het programma Rubicon

Het NWO-programma Rubicon laat recent gepromoveerde wetenschappers ervaring opdoen aan een buitenlands topinstituut. Dat is een belangrijke opstap voor een wetenschappelijke carrière.

Meer informatie over Rubicon: Rubicon website.

Meer informatie over het onderzoek

Voor meer informatie over het onderzoekt neemt u contact op met Jelmer Renema,  j.j.renema@utwente.nl.

Bron: NWO