De kwantumcomputer maakt gebruikt van de eigenschap van de kwantummechanica dat subatomaire deeltjes met elkaar in verbinding staan, ofwel verstrengeld zijn. Op het moment dat een meting wordt verricht, beïnvloeden de deeltjes elkaar gelijktijdig, en zijn de eigenschappen van het andere verstrengelde deeltje ook bekend.
De onderzoekers gebruikten een goudplaatje met gaatjes in hun onderzoek naar de overdracht van kwantumverstrengeling.
Eerste rekenexperimenten zijn inmiddels uitgevoerd met verstrengelde deeltjes, die afzonderlijk ook wel qubits worden genoemd. Maar voor een kwantumcomputer, die vele berekeningen moet kunnen uitvoeren, zouden meer fotonen met elkaar in verbinding moeten staan. Dat effect hebben de Leidse onderzoekers Erwin Altewischer, Martin van Exter en Han Woerdman kunnen bereiken.
Zij hebben de kwantumverstrengeling van twee fotonen kunnen overgedragen op een ander type deeltje, een oppervlakteplasmon. In hun experimenten maakten de onderzoekers gebruik van een dun goudplaatje met daarin een roosterpatroon van gaatjes met een diameter van 200 nanometer. Daar kon het licht met de gebruikte golflengte 813 nanometer niet doorheen. Althans, in theorie. Toch liet het goudplaatje licht doorl, zo zagen de onderzoekers. Dat blijkt nu te worden veroorzaakt doordat het invallende licht wordt omgezet in oppervlakteplasmonen, een golfdeeltje dat als intermediair werkt tussen invallend en uitgestuurd licht.
Een oppervlakteplasmon is een energiepakketje dat in staat is door de gaatjes van het goudplaatje te gaan waar de fotonen niet doorheen kunnen. Aan de achterkant worden ze weer omgezet in fotonen met dezelfde golflengte.
Verstrengeling wordt gemakkelijk verstoord door invloeden van buitenaf. Ook de omzetting van een foton naar een oppervlakteplasmon zou verstorend kunnen zijn. Toch zagen de onderzoekers dat de fotonen aan de achterzijde van de goudplaat verstrengeld waren.
Hiermee toonden de wetenschappers voor het eerst aan dat de kwantumverstrengeling van fotonen op oppervlakteplasmonen kan worden overgedragen en omgekeerd. De roosters kunnen gebruikt worden om de verstrengeling van fotonen te manipuleren en zijn zo een stap in de goede richting voor het maken van schakelingen voor de kwantumcomputer.