Eerste observatie van Everyonen: revolutie in kwantumcomputers!

Eerste observatie van Everyonen: revolutie in kwantumcomputers!

Op 2 april 2025 deed een internationaal onderzoeksteam, onder wie prof. dr. André Eckardt van de TU Berlijn, een belangrijke wetenschappelijke ontdekking. Ze bereikten de eerste directe experimentele observatie van “anyonische uitwisselingsstatistieken in een eendimensionaal kwantumsysteem”. Deze ontdekking zou verstrekkende gevolgen kunnen hebben voor de ontwikkeling van toekomstige kwantumcomputers, omdat het diepere inzichten biedt in de eigenschappen van iedereen.

De waarnemingen werden gerealiseerd door het gebruik van een geavanceerde kwantumgasmicroscoop, die ultrakoude rubidiumatomen detecteert en deze in een specifieke opstelling analyseert. Deze methode maakt het mogelijk kwantummechanische effecten nauwkeurig waar te nemen. De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschriftWetenschapgepubliceerd, wat het belang van onderzoek onderstreept.

Wat zijn iemand?

Er zijn twee hoofdtypen deeltjes in de natuurkunde: bosonen en fermionen. Bosonen kunnen zich zonder enige beperking tegelijkertijd in dezelfde ruimte bevinden, terwijl fermionen noodzakelijkerwijs in verschillende kwantumtoestanden moeten bestaan ​​vanwege het Pauli-principe. Dit leidt tot ander gedrag wanneer deze deeltjes worden uitgewisseld. Voor bosonen blijft de golffunctie ongewijzigd, terwijl deze voor fermionen met een negatief teken verandert.

De ontdekking van anyons laat zien dat er een derde klasse deeltjes bestaat die niet-binair zijn en in quasi-tweedimensionale structuren kunnen bestaan. Hun uitwisselingsstatistieken worden beschreven door een complexe relatie: wanneer twee anyonen worden uitgewisseld, verandert de golffunctie volgens een fase die tussen de golffuncties van bosonen en fermionen ligt. Dit nieuwe type deeltjesverwerking kan nuttig zijn bij de verwerking van kwantuminformatie, omdat het potentieel heeft voor fouttolerant computergebruik.

De relevantie voor kwantumcomputers

De relevantie van iedereen voor de ontwikkeling van kwantumcomputers wordt steeds meer erkend. Topologische kwantumcomputers die iedereen gebruiken, kunnen aanzienlijke voordelen bieden. Ze beloven een grotere foutbestendigheid en faciliteren de interactie tussen qubits. Deze eigenschappen kunnen cruciaal zijn voor toekomstige ontwikkelingen in de quantumcomputertechnologie. Ondanks de successen van de afgelopen decennia, waarbij de nadruk lag op NMR-kwantumcomputers sinds 1938 en op fotonische kwantumcomputers sinds 1960, begon het experimentele werk met iedereen pas in de jaren tachtig.

Samenvattend opent deze ontdekking niet alleen een nieuw onderzoeksgebied, maar kan ze ook een revolutie teweegbrengen in de manier waarop we over en met kwantumcomputers denken. Het internationale onderzoeksteam heeft een beslissende stap gezet in de richting van een toekomst waarin iedereen een centrale rol kan spelen in de verwerking van kwantuminformatie.

Voor gedetailleerde informatie over de fundamentele wetenschap achter iedereen en hun toepassing in kwantumcomputers, raadpleegt u de uitleg van Kwantumcomputer Stackexchange terwijl verwezen TU Berlijn vat de huidige onderzoeksresultaten samen.