EnglishDuits bedrijf maakt molecuul dat quantuminformatie bewaart en met licht kan doorgeven
Het Duitse bedrijf NVision en onderzoekers uit Ulm en Jeruzalem beschrijven in Nature een molecuul van koolstof en waterstof dat quantuminformatie bewaart en met licht kan doorgeven. Zo'n bouwsteen kan later quantumcomputers aan elkaar koppelen.
Quantumcomputers rekenen met qubits: piepkleine bouwstenen die een quantumtoestand kunnen vasthouden. Hoe meer qubits, hoe meer zo'n computer kan. Maar op één chip passen er niet eindeloos veel. Een veelgenoemde oplossing is om meerdere kleinere quantumchips met licht aan elkaar te koppelen, zoals glasvezel nu al computers in datacenters verbindt. Daarvoor is een onderdeel nodig dat quantuminformatie kan bewaren én kan doorgeven aan een lichtdeeltje (een foton). Vakmensen noemen dat een spin-foton-koppeling.
Het Duitse bedrijf NVision Quantum Technologies uit Ulm beschreef op 28 oktober 2026 in het vakblad Nature zo'n onderdeel, gemaakt van één molecuul. Volgens het bedrijf is het de eerste keer dat dit lukt met een los aan te sturen organisch molecuul: een stof van alleen koolstof en waterstof, die een scheikundige in het lab kan maken. NVision deed het onderzoek samen met onderzoekers van de Universiteit Ulm en de Hebrew University of Jerusalem.
Afspelen laadt YouTube, dat cookies kan plaatsen. Meer uitleg
Vier eisen tegelijk
Een goede koppeling tussen een qubit en licht moet vier dingen tegelijk kunnen, legt NVision uit. Het licht dat de qubit uitzendt, moet verraden in welke toestand hij is. De kleur van dat licht moet heel zuiver en stabiel zijn. Alleen dan zijn lichtdeeltjes van verschillende moleculen niet van elkaar te onderscheiden, en dat is nodig om twee qubits via licht aan elkaar te koppelen. De qubit moet genoeg lichtdeeltjes uitzenden. En hij moet zijn informatie lang genoeg vasthouden: een paar duizendste seconde. Volgens NVision haalde nog geen enkele bestaande techniek die vier eisen tegelijk.
Het team zocht daarom gericht. Op de computer bekeken de onderzoekers meer dan 150 kandidaat-moleculen, en ruim 40 daarvan maakten ze echt in het lab. De beste kreeg de naam BiPhi. Het molecuul heeft in het midden een koolstofatoom met twee losse elektronen. Die elektronen gedragen zich samen als een heel klein magneetje, en de stand daarvan is de qubit. Handig is dat het molecuul die toestand vanzelf aanneemt: het is zijn rustigste, meest stabiele vorm.
BiPhi zit opgesloten in een kristal van een bijna gelijk molecuul. Dat kristal drukt de twee armen van BiPhi bijna plat, zodat ze minder trillen. Minder trillen betekent zuiverder licht. Met een korte laserpuls zetten de onderzoekers de qubit op precies de goede plek in het kristal 'aan'.
Wat de metingen laten zien
De proeven zijn gedaan bij ongeveer min 269 graden Celsius, vlak boven het absolute nulpunt. Daar werkte één molecuul echt als een losse lichtbron. De kleur van het licht bleef ruim een uur bijna gelijk. En de qubit hield zijn informatie ruim twee duizendste seconde vast. Dat lukte met een snelle reeks korte pulsen van microgolven (dezelfde soort straling als in een magnetron), die storingen steeds weer ongedaan maken.
Er is ook nog werk te doen. Zonder die pulsen is de qubit zijn informatie veel sneller kwijt, na ongeveer 12 miljoenste seconde. Verder komt ongeveer 2 procent van het licht in de bruikbare, zuivere kleur terecht. Bij de beste andere lichtbronnen voor quantumtechniek, zogeheten quantumdots, is dat ongeveer 70 procent. NVision ontwerpt zijn chips daarom zo dat ze tegen veel lichtverlies kunnen: volgens het bedrijf mag tot 70 procent van de lichtdeeltjes verloren gaan. Een verloren lichtdeeltje maakt het koppelen dan trager, maar niet fout. Het onderzoek laat één qubit zien; twee moleculen via licht met elkaar verbinden is de volgende stap.
Het doel is hetzelfde als bij natuurkundigen in Oxford, die eerder atomen op twee plekken tot één quantumtoestand verbonden, ook als stap naar netwerken van quantumcomputers. Zij werkten met atomen van strontium en calcium. NVision kiest een andere route: een molecuul dat in een scheikundelab te maken is en als dun laagje op een chip kan.
Op weg naar een chip
Tegelijk maakte NVision een samenwerking bekend met HyperLight uit Cambridge in de Amerikaanse staat Massachusetts. Dat bedrijf maakt chips die licht geleiden, van een dun laagje lithiumniobaat: een kristal dat nu al in snelle verbindingen in datacenters en telecomnetwerken zit. De moleculen komen als dun laagje op die chips, ongeveer zoals de lichtgevende laag op een oled-scherm. De eerste proefchips verwacht NVision in het laatste kwartaal van 2026. Daarmee wil het bedrijf laten zien dat het molecuul op een chip net zo goed werkt als in het lab. Op langere termijn mikt NVision op 1.000 betrouwbare, foutbestendige qubits op één chip in 2030.
Wat betekent dit voor de weg naar de singulariteit?
Grote quantumcomputers kunnen straks stoffen, medicijnen en materialen doorrekenen die nu te ingewikkeld zijn. Daarvoor moeten veel quantumchips samenwerken, en licht is een van de beste manieren om ze te verbinden. BiPhi laat zien dat een molecuul uit het scheikundelab alle vier de eisen voor zo'n lichtkoppeling tegelijk kan halen. Werkt het ook op een chip, dan kunnen qubits voortaan met scheikunde worden gemaakt, naast de dure chipfabrieken van nu. Dat brengt grote quantumnetwerken een flinke stap dichterbij.
