Luxembourg đang đi đầu trong công nghệ lượng tử, với các nhà nghiên cứu phát triển chip lượng tử có thể cách mạng hóa internet lượng tử và máy tính lượng tử. Florian Kaiser, Trưởng nhóm nghiên cứu Vật liệu Lượng tử ở Luxembourg, đang dẫn đầu dự án đầy tham vọng này, nhằm mục đích tạo ra một 'Hệ thống Lượng tử trên Chip'. Sự đổi mới này hứa hẹn sẽ tăng hiệu suất và cho phép sản xuất hiệu quả về chi phí thông qua công nghệ bán dẫn tiêu chuẩn.
Máy tính lượng tử có thể giải quyết các bài toán phức tạp vượt quá khả năng của máy cổ điển. Các trình mô phỏng lượng tử có thể hỗ trợ khám phá các vật liệu mới, hiệu quả cho một xã hội bền vững. Cảm biến lượng tử cung cấp độ nhạy vô song cho các nghiên cứu ở cả quy mô nano và vĩ mô, từ nano-MRI đến phát hiện sóng hấp dẫn.
Cốt lõi của công nghệ này nằm ở các qubit dựa trên spin hoạt động quang học trong tinh thể silicon carbide, được gọi là 'tâm màu'. Các tâm này, các khuyết tật nhỏ ở cấp độ nguyên tử bên trong tinh thể, thể hiện các đặc tính lượng tử giống như nguyên tử đơn lẻ. Các photon phát ra từ các tâm này có thể đóng vai trò là bus giao tiếp photon, tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền thông tin lượng tử và định tuyến trong một internet lượng tử.
Tiến sĩ Kaiser nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tối ưu hóa mọi bước của quy trình sản xuất để cải thiện khả năng tái tạo của các tâm màu. Nhóm của ông đã thiết lập một nền tảng đặc trưng hóa tâm màu lượng tử thông lượng cao để đẩy nhanh nghiên cứu. Tầm nhìn là tận dụng công nghệ nano chuyên nghiệp tại các xưởng đúc bán dẫn đã được thành lập, thúc đẩy sự hợp tác giữa học viện và ngành công nghiệp.
Vị trí độc đáo của silicon carbide như một chất bán dẫn công nghiệp đã được thiết lập cho phép sử dụng các thiết bị điện tử tiêu chuẩn để triệt tiêu nhiễu điện tích xung quanh các tâm màu. Điều này đã được chứng minh là rất quan trọng để tối đa hóa thời gian kết hợp. Sự phát triển của các nút lặp lượng tử, dựa trên các tâm màu silicon carbide, là một bước tiến tự nhiên hướng tới một mạng truyền thông lượng tử đường dài, hoàn toàn an toàn.