De onderzoekers van de onderzoeksinstituten CTIT en MESA+ van de Universiteit Twente werken samen met de universiteiten van Durham (Engeland), York (Engeland), Trondheim (Noorwegen) en Lugano (Zwitserland) aan een 'fundamenteel nieuwe methode' om informatieverwerkende computeronderdelen te creëren.

Ze laten minuscule gouden nanodeeltjes door middel van zelfassemblage complexe structuren vormen. Deze structuren worden gekoppeld aan een reguliere digitale computer die de structuren op een dusdanige manier laat 'evolueren' dat ze relevante computerberekeningen kunnen maken.

Grenzen aan de miniaturisatie

Volgens prof. dr. ir. Hajo Broersma van de Universiteit Twente hebben we over vijf tot tien jaar reeds de grens bereikt van de verdere miniaturisatie van chiptechnologie en is het dan niet goed meer mogelijk om meer rekenkracht op een vierkante centimeter te krijgen.

Transistors zullen in de naaste toekomst nog wel kleiner kunnen worden geproduceerd, stelt hij. Dat gaat tot onder de 20 nanometer, maar als de dichtheid van deze transistors op een chip te groot wordt, kunnen allerlei ongewenste kwantumeffecten optreden die het rekenen onnauwkeurig maken.

Niet te sturen

Bij de Twentse oplossing is dat bezwaar er niet meer. Daar laat men eerst nanodeeltjes in het lab groeien op een substraat. Dat kan binnen enkele uren. Deze structuur fungeert dan als een wolk van deeltjes met uitstekende elektroden waarvan een aantal voor in- en output van gegevens kunnen worden gebruikt. Broersma: “Wat je uiteindelijk krijgt is een rekeneenheid die kleiner is dan een chip. Nadeel is dat de zelfassemblage niet is te sturen. Voordat je hem gebruikt moet je met software testen of hij voor bepaalde doeleinden geschikt is."

Ook tijdens het gebruik kan de structuur worden geprogrammeerd - getraind - voor specifieke rekentaken.

Bruikbaarder dan kwantumcomputers

Een jaar of twaalf geleden is al eens een eerste aanzet gegeven tot dit soort onderzoek met de productie van vloeibare kristallen die ook rekenfuncties zou kunnen krijgen. Broersma tegen Webwereld: “Dat onderzoek is stil komen te liggen, omdat in die tijd de transistors nog niet aan hun fysieke grenzen zaten. Dat is nu wel het geval. We moeten een andere kant op."

Broersma spreekt over 'high risk, high gain'-onderzoek: het is zeer fundamenteel, maar als het daadwerkelijk leidt tot concrete toepassingen kan het een enorme impact op de maatschappij hebben. “We kunnen niet beloven dat het gaat lukken, en het zou ook nog kunnen zijn dat we uiteindelijk ander soort materialen gaan kiezen. Zelfs nanovloeistoffen zijn interessant. Mijn intuïtie zegt me dat dit eerder bruikbare resultaten oplevert dan kwantumcomputers, waarvan de bruikbaarheid nog zeer onzeker is."

Ook massaproductie zou mogelijk zijn, denkt Broersma, maar niet in de vorm van chipwafers. Binnen een jaar moet de potentie van de technologie duidelijk zijn.

Het hele project kost 2,9 miljoen, waarvan de Universiteit Twente als coördinator het grootste deel krijgt.