Onderzoekers van quantum-onderzoeksinstituut QuTech in Delft hebben het Meisje met de parel op een oppervlak met de breedte van een mensenhaar geprint. Dit om te laten zien hoe nauwkeurig zij hun uv-lasers kunnen aansturen.

Van het schilderij Meisje met de Parel van de Hollandse meester Johannes Vermeer bestaan talloze reproducties en variaties. Maar geen enkele is zo klein als de afdruk gemaakt door promovendi Laurens Feije en Gerben Timmer van QuTech, het quantumonderzoekscentrum van de TU Delft.

Zij demonstreerden de precisie van quantumchiptechniek door het kunstwerk (zij het niet heel scherp) af te drukken op een formaat van 50 micrometer. Dat is vergelijkbaar met de breedte van een mensenhaar. 

Quantumdefecten

Het minuscule plaatje bestaat uit enkele tienduizenden pixels. Elk daarvan is een quantumdefect, dat is ontstaan door op de juiste plek met behulp van uv-licht een siliciumatoom uit het kristalrooster van siliciumcarbide te verwijderen, leggen de onderzoekers uit op LinkedIn. Dat materiaal, zo hard als diamant, wordt veel in elektrische auto’s gebruikt.

Johannes Vermeer – zelf ook afkomstig uit Delft – schilderde het Meisje met de parel halverwege de 17e eeuw. Tegenwoordig hangt het in het Mauritshuis in Den Haag. (Bron: Depositphotos)

Nanostructuren

De methode,  bedacht in Harvard, is verder ontwikkeld en toegepast bij QuTech. Daar paste men de techniek toe in speciaal gefabriceerde nanostructuren: piepkleine pilaren van siliciumcarbide, slechts enkele honderden nanometers breed, waarin de quantumdefecten vervolgens met een uv-laser worden gecreëerd.   

Qubits

Op min of meer dezelfde manier worden qubits gemaakt: de bouwstenen van quantumcomputers en broertjes van de bits die bij gewone computers worden gebruikt. Waar een bit echter maar twee toestanden kent (aan of uit, één of nul), kan een qubit meerdere toestanden aannemen – tegelijkertijd zelfs. Dat maakt quantumcomputers veel krachtiger dan de klassieke computer of smartphone waarop u dit waarschijnlijk leest. De hoop is dat die toekomstige computers onder meer kunnen worden gebruikt voor het ontwikkelen van nieuwe medicijnen of materialen.

Internet

De techniek kan uiteindelijk bijdragen aan revolutionaire toepassingen, zoals het quantum-internet: een nieuw soort netwerk waarbij afluisteren onmogelijk is. Daarvoor zijn qubits nodig die nauwkeurig op de juiste plek in een chip kunnen worden geplaatst en goed met licht kunnen communiceren. 

Openingsbeeld: Studio Oostrum voor QuTech