Kwantumdoorbraken: Gestabiliseerde Quantum Dots en Moleculaire Qubit-controle

Recente doorbraken in de kwantumfysica beloven een revolutie teweeg te brengen in kwantumcomputing en kwantumcommunicatie. Onderzoekers van de Universiteit van Oklahoma hebben een methode ontwikkeld om colloïdale quantum dots (QD's) te stabiliseren door een gekristalliseerde moleculaire laag toe te voegen. Deze innovatie, gepubliceerd in Nature Communications, voorkomt dat QD's flikkeren of donkerder worden, waardoor hun continue fotonemissie wordt verlengd tot meer dan 12 uur bij kamertemperatuur. Dit overwint historische beperkingen van QD's, die doorgaans snel falen als gevolg van oppervlaktedefecten en extreem lage temperaturen vereisen. De gestabiliseerde QD's, gemaakt van perovskiet, bereiken een efficiëntie van bijna 100% bij kamertemperatuur, waardoor ze betaalbaarder en praktischer zijn voor fotonische chip-lichtbronnen. Tegelijkertijd werkt Randall Goldsmith van de Universiteit van Wisconsin-Madison bij Argonne National Laboratory aan de vooruitgang van de kwantuminformatiewetenschap (QIS) door licht-materie-interacties te manipuleren. Het team van Goldsmith bouwt fotonische interfaces, zoals microholtes, om moleculen nauwkeurig te meten en te beïnvloeden, waardoor aanpasbare moleculaire qubits ontstaan. Deze qubits bieden veelzijdigheid in het afstemmen van hun fotonische eigenschappen, waardoor controle over de qubit-levensduur en het uitgezonden licht mogelijk is. Deze fijne afstemming maakt het mogelijk om qubits te ontwerpen die zijn afgestemd op specifieke toepassingen, zoals temperatuurdetectie in levende cellen of snelle datatransmissie in kwantumnetwerken. Deze vorderingen, ondersteund door het Amerikaanse ministerie van Energie, maken de weg vrij voor krachtige nieuwe kwantumtechnologieën.