Jordi Tura (LION) en Tim Coopmans (QuTech)

PACMAN, Preparation And Certification of highly-entangled Multipartite quANtum states

Tura en Coopmans onderzoeken hoe we beter kunnen verifiëren of quantumcomputers en -netwerken écht op een quantummanier functioneren. Door drie ‘ingrediënten’ te combineren – tools die zowel theoretisch krachtig als experimenteel toepasbaar zijn – is hun doel om het testen van grootschalige quantumtoestanden eenvoudiger te maken.

Koenraad Schalm en Kaveh Lahabi

Is there a fundamental quantum limit on diffusion?

Schalm and Lahabi voeren metingen uit op de allerkleinste schaal en bij extreem lage temperaturen. Door tegelijk elektrische metingen te doen en te observeren met microscopie, leren ze hoe quantuminformatie zich verspreidt. Ze kijken hierbij naar lokale verspreiding én niet-lokale verspreiding door het effect quantumverstrengeling. Zo proberen ze zo dicht mogelijk bij de fundamentele (quantummechanische) grens van de snelheid van quantuminformatie te komen.

Tjerk Oosterkamp en Louk Rademaker

Massive Quantum Chaos – does complexity speed up the gravitational non-unitarity of a quantum system?

De theorie van de quantummechanica werkt verbluffend goed voor het extreem kleine zoals atomen, terwijl de zwaartekracht nu juist voor extreem grote objecten zoals de aarde relevant is.
Maar deze twee krachten leven in totaal verschillende werelden. Wat gebeurt er als de quantumwetten en de zwaartekracht elkaar ontmoeten? En ook: wat doet complexiteit – de mate van chaos – van onderlinge interacties met die ontmoeting?

Als blijkt dat complexiteit – dus niet alleen massa – de quantumregels kan breken, heeft dat grote gevolgen voor hoe we het universum begrijpen. Met andere woorden: we zijn op zoek naar de grenzen van de werkelijkheid zélf.

Alfons Laarman (aQa Leiden) en Sebastian Feld (QuTech)

xqLIMITS: Expanding the Limits of Quantum Complexity with Automated Reasoning

Quantumcomputers brengen allerlei ingewikkelde vragen met zich mee. Denk aan: hoe kun je zulke systemen precies nabootsen, hoe werkt quantumverstrengeling, en waarom zijn sommige quantumproblemen zo moeilijk op te lossen? Veel van deze vragen zijn zo complex dat mensen ze niet zomaar kunnen doorgronden. In dit project combineren we daarom menselijke kennis met slimme computersystemen die logisch kunnen redeneren – een aanpak die eerder al hielp om lastige wiskundige puzzels op te lossen. Samen met onderzoekers van de TU Delft gaan we deze methode nu inzetten om nieuwe inzichten te krijgen in de wereld van quantumcomputers.

Wolfgang Löffler en Sense Jan van der Molen

Quantum kicks – from decoherence to driving superpositions

Een van de grote dromen in de moderne quantumfysica is het maken van een object dat én massief is én zich tegelijk op meerdere plekken tegelijk bevindt — een fenomeen dat we kennen als een quantumsuperpositie. Maar hoe groter het object, hoe moeilijker dit wordt. Onderzoekers mikken op objecten met minstens een miljoen atomen, en liefst een superpositie over een afstand van nano- tot micrometers. Tot nu toe is het echter nog niemand gelukt om dit stabiel voor elkaar te krijgen.

In dit project proberen we die grens te verleggen met iets wat we een ‘quantumkick’ noemen — een krachtige impuls die een massief deeltje in een quantumsuperpositie kan brengen. Dat is grotendeels onontgonnen terrein. We beginnen klein, met elektronen, en onderzoeken hoe die trillingen opwekken op het oppervlak van een kristal. Daarna willen we de elektronen zelf in een ruimtelijke superpositie brengen, net zoals in het beroemde dubbelspletenexperiment. Ons doel? Een quantumkick meten die 100 keer sterker is dan wat er tot nu toe ooit is gelukt. Als dat lukt, zetten we een grote stap richting het zichtbaar maken van quantumgedrag in de macroscopische wereld.

Dirk Bouwmeester en Evert van Nieuwenburg

Quantum Information Processing in the Brain

We onderzoeken of nucleaire spins een rol kunnen spelen in de manier waarop quantuminformatieverwerking in het brein zou kunnen plaatsvinden. Daarnaast willen we nagaan of het gebruik van quantum computing in het brein een evolutionair voordeel zou kunnen opleveren. Hiervoor maken we gebruik van optische readouts van neurale activiteit in neurologisch weefsel, in samenwerking met een externe partij die deze metingen mogelijk maakt. Belangrijk: dit onderzoek wordt niet uitgevoerd op menselijk weefsel.

Anna Dawid en Hao Wang

Understanding the trainability limits of classical neural-network representations of quantum states?

Machine learning en AI hebben een grote ontwikkeling doorgemaakt. We denken dat het mogelijk is om een klassieke computer met ML/AI ook te leren als een quantumcomputer te functioneren. Wat voor resultaat zou dit hebben, wordt deze computer misschien zelfs beter dan een quantumcomputer?

In theorie zijn deze computers heel krachtig, maar in de praktijk blijkt het moeilijk om ze goed te trainen — veel moeilijker dan gewone machine learning-modellen. Dit onderzoek kijkt naar waarom het trainen van NQS’en zo lastig is. Door die problemen beter te begrijpen, kunnen we ontdekken wat het leren van quantum­systemen anders maakt dan het leren van gewone data. Zo kunnen we ook manieren vinden om neurale netwerken beter te laten werken voor quantum­systemen. 

Semonti Bhattacharyya (LION) and Mazhar N. Ali (QN)

What is the quantum limit of friction?

Op macroscopische schaal begrijpen we wrijving vrij goed. Maar op nanoschaal — waar atomen letterlijk langs elkaar glijden — is ons begrip nog beperkt. In deze wereld bepaalt quantummechanica de regels. In ons onderzoek willen we wrijving ook op een fundamenteel quantummechanisch niveau kunnen beschrijven.

We gebruiken 2D-materialen die atomair glad zijn. Door deze lagen gecontroleerd over elkaar te bewegen, kunnen we de interacties tussen atomaire oppervlakken bestuderen met ongekende precisie. Zo hopen we nieuwe inzichten te krijgen in de aard van wrijving op de allerkleinste schaal.

• kwantumfysica
• kwantumrevolutie
• quantum
• quantum algorithms
• quantum technologie

Delen op Facebook Delen via Bluesky Delen op LinkedIn Delen via WhatsApp Delen via Mastodon