Moore’s law ter discussie
feb 21, 2012 Nano- en Kwantumtechnologie
Moderne technologie centreert zich grotendeels rondom de logische circuits van de semiconductors. Het uitbreiden van de logica naar het domein van de nanotechnologie vereist de samenstelling van informatiesystemen op atomaire schaal. Dat is een grote uitdaging gebleken. ‘Both the electric nature of individual atoms and the need to place them at specific points within a crystal lattice has kept scientists from creating atom-scale transistors until the present’, zo stelt Michelle Simmons, leider van de groep wetenschapper van de University of New South Wales en directeur daar van het ARC Centre for Quantum Computation and Communication Technology. ‘We have created a working transistor consisting of a single atom placed precisely in a silicon crystal’. Deze atomaire accuraatheid kan een elementaire bouwsteen zijn voor een toekomstige quantumcomputer van ongekende efficiency. Tot nu toe zijn dit soort transistoren, bestaande uit een atoom, slechts bij toeval gerealiseerd, waarbij de onderzoekers veelal ‘have had to search through many devices or tune multi-atom devices to isolate one that works’.
Tags: Quantumtechnologie, Qubits
Een zichzelf reparerende computer ?
okt 25, 2011 Digital Life, Nano- en Kwantumtechnologie
Onderzoekers van de Northwestern University hebben (volgens een persbericht) ‘created a hybrid nanomaterial consisting of electrically conductive particles coated with a positively charged chemical and surrounded by negatively charged atoms’. Het onderzoek kan uiteindelijk leiden tot computers ‘that are able to rewire themselves and change the functions of their internal components as needed’.
Het hybride materiaal, dat door het team van Bartosz Grzybowski, professor Chemical en Biological Engineering aan NWU, is gemaakt, combineert verschillende aspecten van siliconen- en polymeren gebaseerde elektronica ‘to create nanoparticle-based electronics’. Deze op nanotechnologie gebaseerde elektronica ‘can handle streams of electrons flowing in multiple, or even opposing, directions at the same time’. Het duurt echter nog even voordat er een zichzelf reparerende computer zal zijn.
Tags: Innovatie
Qubits makkelijker leesbaar
sep 22, 2011 Nano- en Kwantumtechnologie
Wetenschappers van de TU Delft en de Stichting FOM zijn erin geslaagd om een stabiele mini-quantumcomputer bestaande uit vier quantumbits op een chip van diamant nauwkeurig uit te lezen. Ze maakten gebruik van ‘verstrengeling’. Dat is een quantummechanisch verschijnsel waarbij de toestanden van twee deeltjes niet los van elkaar gezien worden: hun toestanden zijn verbonden, ook als ze zich op grote afstand van elkaar zouden bevinden.
In een quantumcomputer fungeert de draairichting van individuele elektronen en van atoomkernen als quantumbit: linksom draaien is een ’0′, rechtsom een ’1′. Het probleem van quantumbits is dat ze niet stabiel zijn. Ze vervallen snel, waardoor berekeningen vroegtijdig worden afgebroken. Dit vervalprobleem hebben de onderzoekers omzeild door atoomkernen als qubits te gebruiken. Dat zijn relatief stabiele quantumbits, omdat ze nauwelijks wisselwerken met hun omgeving. Ze zijn echter ook lastig ‘uit te lezen’.
Tags: Quantumtechnologie, Qubits
Touchsensoren in nylondraad
mrt 4, 2011 Nano- en Kwantumtechnologie, Privacy
4 maart 2011
Japanse onderzoekers hebben touchsensoren verweven in nylondraden, die onder andere gebruikt kunnen worden in kleding. De sensoren kunnen dan informatie geven over wat de drager van de touchkleding aan het doen is. De ingebouwde sensoren zijn een micrometer dik, van het capacitieve soort en verweven in nylondraden die eveneens een dikte van een micrometer hebben. De onderzoekers zijn erin geslaagd om van de nanodraden een stuk stof te maken met een lengte van 1,2 meter. Uiteindelijk moeten daaruit kledingsstukken worden gevormd waarmee het mogelijk wordt om te registereren wat er rondom de drager van het materiaal gebeurt. Volgens de onderzoekers kan dit echter eerder al toegepast worden in ziekenhuizen voor bedpatiënten. Door bedlakens uit te rusten met de touchsensoren kan bijvoorbeeld worden geregistreerd wanneer een patiënt uit bed valt. Voor het fabriceren van de touchdraden werd een stuk nylondraad verweven met een organisch geleidend materiaal met daaromheen een laag niet-geleidend materiaal. De sensoren kunnen op deze manier aanraking registreren, waarbij informatie over sensorische input naar een computer kan worden gestuurd.
De toekomst is niet ver weg
jan 20, 2011 Nano- en Kwantumtechnologie
19 januari 2011
Fysici aan de Australische Universiteit van Queensland hebben tijdsteleportatie ontdekt. Net zoals kwantumfysica teleportatie in de ruimte toelaat, is hetzelfde mogelijk in de tijd. Dat betekent niet dat wij naar de toekomst kunnen gaan. De ontdekking toont wel aan dat verstrikte kwantumdeeltjes in de toekomst kunnen reizen, zonder aanwezig te zijn in de periode tussen nu en de toekomst. Voorheen was bekend dat kwantumteleportatie werkt in de ruimte. Twee identieke deeltjes op verschillende locaties zijn op zo’n manier verbonden dat hun kwantumstaat altijd gelijk is. Als de staat van het ene partikel verandert, past de staat van het tweede partikel zich meteen aan. Zelfs met verschillende lichtjaren tussen verschillende partikels zal hun kwantumstaat op een bepaald tijdstip altijd gelijk zijn. Dit is een fenomeen dat ons begrip van de realiteit ondermijnt; het wordt alleen maar complexer door deze nieuwe ontdekking.
Tags: Quantumtechnologie
Communicatie via lichtstralen is snel
dec 3, 2010 Nano- en Kwantumtechnologie
2 december 2010
IBM-onderzoekers hebben een doorbraak bereikt door met lichtstralen dataverbindingen tussen chips te versnellen. De kracht van supercomputers kan hierdoor verduizendvoudigd worden. De nieuwe technologie, die CMOS Integrated Silicon Nanophotonics genoemd wordt, integreert elektrische en optische modules op een enkel stuk silicium. Hierdoor kunnen elektrische signalen op transistorniveau lichtstralen doorsturen die chips sneller laten communiceren, vertelt IBM-onderzoeker Will Green. De technologie zou in de toekomst tot extreem snelle supercomputers kunnen leiden. Het huidige maximum van een supercomputer ligt op ongeveer 2 petaflops, oftewel tweeduizend biljoen calculaties per seconde. De photonicstechnologie kan eerder genoemde snelheid laten verbeteren tot een miljoen biljoen calculaties per seconde, oftewel een exaflop. Volgens IBM moet het te doen zijn om voor 2020 zo’n ‘exascale computer’ te bouwen.
Kwantumcryptografie in Nederland
okt 16, 2010 Nano- en Kwantumtechnologie, Opslag (Storage)
15 oktober 2010
Siemens IT Solutions and Services heeft met partners als eerste in Nederland een superveilige verbinding tussen zijn datacenters in Den Haag en Zoetermeer tot stand gebracht op basis van kwantumcryptografie. Het gaat om een proefopstelling. De met kwantumcryptografie beveiligde verbinding maakt gebruikt van ‘quantum key distribution’, waarbij continu nieuwe sleutels worden aangemaakt en uitgewisseld tussen zender en ontvanger. Door gebruik te maken van de principes van de kwantummechanica is het onmogelijk om een perfecte kopie van een sleutel te maken, omdat ze worden verstuurd in de vorm van afzonderlijke lichtdeeltjes, fotonen. Fotonen zijn maar één keer meetbaar, daarna veranderen ze op een willekeurige manier. Als de eigenschappen van de fotonen onderweg zijn veranderd, kunnen de legitieme gebruikers zien of de sleutel is ‘afgeluisterd’. De veiligheid van ‘quantum key distribution wordt gegarandeerd door fundamentele natuurwetten over het gedrag van materie en energie – kwantummechanica – in plaats van wiskundige aannames. Siemens ISS werkt in de proefopstelling samen met het Australische Senetas dat de conventionele cryptografie verzorgd, en het Zwitserse IDQ dat de kwantumcryptografie voor zijn rekeing nam. Het demoproject, dat samen met het Platform voor InformatieBeveiliging (PvIB) is georganiseerd, loopt tot het eind van het jaar.
Opslag op atoomniveau ?
sep 27, 2010 Nano- en Kwantumtechnologie, Opslag (Storage)
28 september 2010
Onderzoekers bij IBM hebben een nieuwe meetmethode ontwikkeld die het mogelijk maakt om het gedrag van atomen op zeer hoge snelheid te bestuderen. Zo kan worden vastgesteld hoe lang een atoom informatie kan vasthouden. Waar IBM nu in geslaagd is, zo staat te lezen in het vooraanstaande vakblad Science, is om de (magnetische) fenomenen en processen die plaatsvinden binnen atomen tot 100.000 keer sneller te visualiseren dan voorheen. Daardoor kan bijvoorbeeld gemeten worden hoe lang informatie in een atoom kan blijven. Bij de nieuwe techniek wordt een scanning tunneling microscope ingezet. Een atoom wordt allereerst via een sterke elektrische impuls gestimuleerd. Met behulp van een tweede, zwakkere impuls kunnen vervolgens de magnetische eigenschappen van een atoom worden gemeten. Door dit proces in zeer hoog tempo uit te voeren – een meetframe is slechts een nanoseconde lang – kan volgens de onderzoekers het gedrag van atomen realtime worden opgeslagen, bekeken en geanalyseerd. Zo wordt het onder andere mogelijk om vast te stellen hoe lang een atoom informatie, in de vorm van bits, kan bewaren.
Tags: Opslag, Quantumtechnologie
Duitsers willen opslag met nanobollen
jun 17, 2010 Nano- en Kwantumtechnologie, Opslag (Storage)
16 juni 2010
Europese onderzoekers, onder leiding van een Duitse wetenschapper, hopen een Europese opslagschijvenindustrie in het leven te roepen met hun technologie op basis van nanobolletjes. De techniek belooft hoge opslagcapaciteiten. De onderzoekers waren eerst verenigd in het Mafin- of Magnetic Films on Nanospheres-project en worden geleid door de Duitse wetenschapper Manfred Albrecht van de technische universiteit van Chemnitz. Het Mafin-project is het TeraMagStor-project geworden, een samentrekking van Terabit Magnetic Storage Technologies. De TeraMagStor-medewerkers denken magnetische opslagcapaciteiten van een terabit per vierkante inch te kunnen realiseren in de toekomst. Door siliciumbolletjes met een doorsnede van 25 nanometer als magnetische domeinen in te zetten, zou die capaciteit kunnen worden gehaald. Huidige magnetische domeinen op de ferromagnetische toplaag van een harde schijf bestaan uit enkele tientallen 'korrels' van ongeveer 7nm doorsnede.
Quantum mechanica leidt eindelijk tot quantum chip
dec 18, 2005 Nano- en Kwantumtechnologie
18 december 2005
Onderzoekers van de University of Michigan (UoM) zijn er in geslaagd de eerste quantumcomputerchip te maken die fabriekmatig in grote hoeveelheden zou kunnen worden geproduceerd. De realisatie van de quantumcomputer is hierdoor weer een stapje dichterbij gekomen. Door de speciale eigenschappen van de quantum mechanica is een quantumcomputer in staat bepaalde problemen, zoals het kraken van codes, veel sneller op te lossen dan met een conventionele computer ooit mogelijk zou zijn. De quantum mechanica is een fundamentele natuurkundige theorie die de mechanica op basis van Newton en het klassieke electromagnetisme op atoom en sub-atoomniveau vervangt en dat het onderliggende raamwerk is voor vele terreinen binnen de natuurkunde en de scheikunde. Vaak geeft de qunatum mechanica antwoorden daar waar de algemene relativiteitstoets faalt. Voor meer over de quantum mechanica klik hier.
Tags: Quantumtechnologie