Belgische imec komt met doorbraak voor kwantumchips
Imec is als onderzoekscentrum gespecialiseerd in chiptechnologie en kan opnieuw uitpakken met een doorbraak. In het bekende vakblad Science publiceren de onderzoekers hoe ze een dunne film van strontiumtitanaat (SrTiO₃) hebben geoptimaliseerd bij extreem lage temperaturen. Ze werkten daarvoor samen met KU Leuven en Universiteit Gent. Die toepassing zou een stroomversnelling kunnen betekenen bij de productie van chips voor kwantumcomputers.
Die kwantumcomputers werken bij temperaturen die zo dicht mogelijk bij het absolute nulpunt zitten. Dan hebben we het niet over het vriespunt, maar over -273°C. Dat is toch net ietsje frisser. Die computers functioneren bij een temperatuur van 4 Kelvin of -269,15°C. Bij die extreme kou slagen veel materialen er niet meer in om nog licht op een efficiënte manier te versturen, terwijl dat essentieel is om de informatie te coderen en om te zetten in elektro-optische circuits.
Recordwaarde
Imec heeft gedemonstreerd dat de dunne film van strontiumnitraat een Pockels-coëfficiënt van 345 picometer per volt behaalt. Dat is meteen de hoogst gemeten waarde voor een dergelijke dunne film bij een temperatuur van 4 Kelvin. Die Pockels-coëfficiënt meet de mate waarin licht afbuigt en vertraagt in een bepaald materiaal. Dat hoge cijfer betekent dus dat er weinig verlies optreedt.
“De doorbraak opent de deur naar tal van nieuwe toepassingen”, klinkt het in een persbericht van imec. “Met een elektro-optisch materiaal dat in dunne-filmvorm en bij extreem lage temperaturen recordprestaties levert, kan een nieuwe generatie van kwantum-interconnects, modulatoren en transducers worden gebouwd, die op termijn supergeleidende processors met optische netwerken kunnen verbinden.”
De positieve resultaten worden ondersteund door een begeleidende studie aan de Universiteit van Stanford, die aantoont hoe de prestaties van strontiumnitraat kunnen worden opgedreven en gestuurd. Ook de integratie van die dunne films bij de productie van fotonische chips komt daarbij aan bod.
