De Spinozaprijs, of ‘Nederlandse nobelprijs’ voor Leo Kouwenhoven is erkenning voor zijn doorbraken in de natuurkunde van de bizarre kwantumwereld. Hij krijgt de prijs op 28 november uitgereikt. Kouwenhoven werkt met zijn onderzoeksgroep aan kwantumcomputers. Die moeten ooit het afwijkende gedrag van de allerkleinste deeltjes gebruiken om ordes van grootte sneller te rekenen dan een conventionele computer.

Voorlopig is het nog een hele uitdaging om zelfs maar de kleinste onderdelen van een kwantumcomputer ( qubits) aan de praat te krijgen. Zelf werkt Kouwenhoven met gevangen elektronen, de dragers van elektricische stroom. Elektronen tollen om hun as en in de draairichting probeert de Delftse groep informatie op te slaan.

Volgens het juryrapport bij de Spinozapremie is Kouwenhoven ‘verantwoordelijk voor een aantal grote doorbraken in zijn vakgebied’. Hij drukt al sinds zijn promotie aan de TU Delft zijn stempel op het onderzoek aan piepkleine (nano)elektronica. Na een verblijf aan de Amerikaanse universiteit van Berkeley sloeg de onderzoeker een hoogleraarspositie aan Harvard af voor een leerstoel in Delft. Sinds 2001 is hij daarnaast als onderzoeker aan Harvard verbonden.

Kouwenhoven heeft aan de TU Delft een breed team van experts in de nanotechnologie en kwantumwetenschap verzameld. De onderzoekers werken aan quantum dots, kleine vallen waarin natuurkundigen een paar of zelfs maar één elektron kunnen vangen. Die elektronen draaien om hun as en in de draairichting proberen de Delftenaren informatie op te slaan. Kouwenhoven liet met zijn vakgenoot Seigo Tarucha zien dat de gevangen elektronen in een quantum dot dezelfde soort energieverdeling aannemen als in een echt atoom. Sindsdien worden ze ook wel “kunstmatige atomen” genoemd. Natuurkundigen kunnen er elektronen in opsluiten, maar hebben quantum dots ook zover gekregen dat ze op commando lichtpulsjes uitzenden.

Naast de quantum dots onderzoekt Kouwenhovens groep nog meer verschijnselen met qubit-potentie. Het is namelijk nog helemaal niet duidelijk welke techniek uiteindelijk het beste is op te schalen tot een volwaardige kwantumcomputer. Tot die tijd is het proberen en experimenteren geblazen. Dat doet de Delftenaar niet onverdienstelijk. Wereldwijd draaien Kouwenhoven en zijn team mee in de top van het veld. Van zijn 180 wetenschappelijke publicaties verschenen er 17 in topbladen Science en Nature, waarvan 7 op de cover. Met anderhalf miljoen euro aan subsidie kan Kouwenhoven nóg meer toponderzoek doen aan de computers van de toekomst.