Wetenschappers van de TU Delft hebben informatie in een quantumbit over een afstand van 3 meter verplaatst en in een andere quantumbit uitgelezen via computerchips, zonder dat de informatie door de tussenliggende ruimte reisde. De methode werkt met grote zekerheid.

De onderzoekers van het Kavli Institute of Nanoscience van de TU Delft maken gebruik van verstrengeling van qubits, waarbij er sprake is van een gezamenlijke toestand en de identiteit van de afzonderlijke qubits is opgeheven. De uitkomst van metingen aan de ene qubit is hierbij gecorreleerd aan die aan de andere qubit, ongeacht de afstand tussen de deeltjes.

De quantumbits werden gevormd met behulp van elektronen in diamant. Volgens onderzoeksleider professor Ronald Hanson zorgt diamant voor ‘mini-gevangenisjes’ voor elektronen als er een stikstofatoom op de plaats van één van de koolstofatomen zit. "Omdat we deze gevangenisjes individueel kunnen bekijken, is het mogelijk om een individueel elektron en zelfs één atoomkern te bestuderen en te controleren", verklaart hij. "We kunnen de spin of draairichting van deze deeltjes in een vooraf bepaalde toestand klaarzetten, die spin controleren en vervolgens ook uitlezen."

Het bijzondere van de methode van de groep uit Delft is dat deze trefzeker is: de informatie komt altijd aan en het uitlezen kan potentieel ook 100 procent nauwkeurig verlopen. Daarnaast maakt het materiaal de vinding uniek. "We doen dit alles in materiaal waarvan chips gemaakt kunnen worden", zegt Hanson. "Dat is belangrijk want velen geloven dat we alleen chip-based systemen kunnen opschalen naar een praktische technologie."

Het is niet de eerste keer dat wetenschappers informatie teleporteren. Zo lukt het onderzoekers om de quantumstaat van verstrengelde fotonen al over honderden kilometers te teleporteren. De methode van de Delftenaren is wel een belangrijke stap naar de praktische inzet van teleportatie voor een quantum-internet dat in de toekomst een netwerk van quantumcomputers met elkaar kan verbinden. Bij een dergelijk netwerk is een man-in-the-middle-aanval altijd te detecteren, wat veilige overdracht van gegevens binnen handbereik brengt. Het onderzoek van het team van de TU Delft is donderdag in Science verschenen.

Deze zomer hoopt het team het experiment over een afstand van 1300 meter te herhalen, met chips die

in verschillende gebouwen op de campus van de TU Delft staan.