Fysici bij IBM Research hebben iets verwezenlijkt wat scheikundigen onmogelijk achtten. Door te goochelen met atomen hebben Leo Gross en zijn team een driehoekige molecule vervaardigd, die in de toekomst zeer nuttig kan blijken in elektronica. Het is niet de eerste keer dat atomen gemanipuleerd worden om onstabiele moleculen te maken die niet op de conventionele manier vervaardigd kunnen worden. Maar deze keer gaat het wel om een bijzonder begeerde molecule, zegt Leo Gross aan Nature. "Het is de eerste keer dat we een molecule gemaakt hebben die scheikundigen al lang, zonder succes, proberen te maken."
Volgens de conventionele methode worden moleculen samengevoegd, die vervolgens op elkaar reageren en zo grotere structuren vormen. Maar in dit geval werden de atomen op individuele moleculen fysiek gemanipuleerd met behulp van een microscoop. Het werk verscheen in het vakblad Nature Nanotechnology.
Dat is wat de structuur zo moeilijk te vervaardigen maakt. Elektronen zijn geneigd om paren te vormen, dus zijn moleculen met vrije elektronen uiterst onstabiel omdat ze gemakkelijk reacties aangaan met alles wat zich eromheen bevindt. "Zo gauw je het synthetiseert, vindt er oxidatie plaats", legt Niko Pavliček van het IBM-team uit.
Toepassing
De onderzoekers testten de magnetische eigenschappen van trianguleen, en ontdekten dat de twee vrije elektronen dezelfde 'spin' hebben. Dat is de kwantummechanische eigenschap die elektronen een magnetische oriëntatie geeft.
Die eigenschap betekent dat trianguleen zeer bruikbaar kan worden in elektronica, menen de onderzoekers. Ze zien bijvoorbeeld toepassingen in kwantumcomputers, kwantuminformatieverwerking en spintronica, een onderzoeksdomein waarbij magneetvelden gemanipuleerd worden om informatie te coderen en op te slaan.
Het klinkt niet bijster aanlokkelijk om moleculen een voor een met de hand te moeten maken. Maar Gross wijst erop dat de huidige kwantumcomputers, zoals de Quantum Experience die ontwikkeld wordt bij IBM, maar een handvol kwantumbits gebruiken. Zelfs als je honderd dergelijke molecules met de hand moet maken, zegt hij, is het de manuele arbeid waard.
KwantumcomputersWant aan het belang van kwantumcomputers wordt in wetenschappelijke kringen niet getwijfeld. Technologiebedrijven spenderen tientallen miljoenen dollars aan het onderzoek. Die supercomputers zullen op een dag oneindige malen krachtiger zijn dan de computers van vandaag. Ze zullen problemen kunnen oplossen die veel te complex en moeilijk zijn voor de huidige machines. Maar ze bouwen, blijkt niet bepaald gemakkelijk.
In de plaats van met gewone bits werkt een kwantumcomputer met kwantumbits, of qubits. Gewone bits staan altijd voor 0 of 1. Qubits kunnen op hetzelfde moment 0 én 1 zijn. Dat klinkt zeer theoretisch, maar het komt erop neer dat een kwantumcomputer gigantische hoeveelheden data zal kunnen analyseren en en daar allerlei verbanden en patronen tussen leggen, en dat allemaal in één keer.