Hoe TNO’er Ines Corveira Rodrigues bouwt aan de quantum toekomst

273 graden onder nul

Ines’ missie lijkt bedrieglijk eenvoudig: supergeleidende hardware maken waarmee quantumcomputers problemen kunnen oplossen waar klassieke computers jaren over zouden doen. De realiteit? Deze circuits moeten werken bij maar een paar millikelvin, bijna 273 graden Celcius onder nul. Dat is kouder dan in de ruimte. Bij deze extreme temperaturen worden materialen als aluminium en niobium supergeleidend, waardoor elektriciteit zonder weerstand kan stromen.

Van jaren naar seconden

Zodra de technische hordes zijn genomen, kan quantumcomputing een transformatie teweeg brengen. “Grootschalige quantumcomputers hebben veel meer rekenkracht dan alles wat we nu hebben”, legt Ines uit. “Ze zouden in luttele seconden problemen kunnen oplossen waar nu jaren overheen gaan, zoals het ontdekken van nieuwe medicijnen, het modelleren van klimaatsystemen of het ontwerpen van geavanceerde materialen.”

Het rekenen voorbij

Terwijl quantumcomputing de krantenkoppen haalt, reikt Ines’ werk verder. Supergeleidende circuits zouden een revolutie teweeg kunnen brengen in radarsystemen, medische beeldvorming en quantumsensing. “Met quantumcircuits heb je geen enorme antennes nodig die schalen met de golflengte”, zegt ze. “Je kunt ze vervangen door kleine circuitjes die net zo gevoelig zijn.” In de gezondheidszorg zou dit draagbare MRI-scanners mogelijk kunnen maken. “Traditionele MRI-scanners hebben enorme magnetische velden nodig. Maar met supergeleidende quantumcircuits zou je kleinere, mobiele systemen kunnen bouwen, waarmee je geavanceerde diagnostiek naar plaatsen kunt brengen die hier nu nog geen toegang toe hebben.”

Uitdagingen

Ten opzichte van andere quantumsystemen hebben supergeleidende circuits als groot voordeel dat ze heel ‘engineerbaar’ zijn. “We kunnen ze nauwkeurig modelleren en hun gedrag voorspellen, en daarom zijn ze gemakkelijker te integreren in echte toepassingen”, zegt Ines.

Maar ze brengen ook uitdagingen met zich mee. Om ze te koelen zijn cryostaten nodig – complexe machines die omgevingen creëren die tot de koudste in het heelal behoren. “Bij hogere temperaturen gaat quantuminformatie snel verloren als gevolg van ruis. Cryogene omstandigheden helpen die ruis te onderdrukken, zodat nauwkeurige metingen en langere quantumoperaties mogelijk worden.”

Van Portugal tot quantumpuzzels

Ines’ reis naar de quantumwetenschap was niet gepland. Als Portugese kwam ze naar Nederland via een uitwisselingsprogramma en studeerde ze uiteindelijk af bij het Nederlandse instituut voor ruimteonderzoek SRON (Space Research Organisation Netherlands). “Daar maakte ik kennis met supergeleidingstechnologie. Ik vind het heerlijk om verbanden te leggen en complexe problemen op te lossen. Het is creatief werk: je moet je systeem goed begrijpen om oplossingen te vinden die niemand anders nog heeft.”

Na haar promotie aan de TU Delft en een postdoc aan de ETH Zürich kwam ze bij TNO werken. “TNO zit precies op het snijvlak tussen wetenschap en industrie. We hebben hier zo veel kennis in huis! Die gebruiken we om onderzoek om te vertalen naar oplossingen voor de echte wereld.”

De kracht van teamwork

Wat TNO volgens Ines bijzonder maakt, is de teamgeest. “Op de universiteit werken mensen vaak in heel kleine groepjes of doen ze alles zelf: ontwerp, simulatie, fabricage, metingen, analyse. Maar bij TNO werk ik met experts die gespecialiseerd zijn in elke stap. Ik vertrouw erop dat onze nanofabricage-ingenieurs mijn ontwerpen beter kunnen maken dan ik ooit zou kunnen.”

Met zeven lopende projecten houdt ze meerdere ballen tegelijk in de lucht. Ze heeft geleerd prioriteiten af te wegen en op haar team te steunen. “Sommige mensen zijn goed in het opmerken van details die ik over het hoofd zie. Anderen geven je energie om je door moeilijke dagen heen te helpen.”

Puzzels oplossen

Ines geeft toe dat het frustrerend kan zijn als dingen niet lukken. “Ik kan soms een beetje obsessief worden,” lacht ze. “Dan blijf ik maar denken: waarom werkt het nou niet? Wat zie ik over het hoofd? Totdat het wel lukt.” Bij TNO heeft ze haar vaardigheden uitgebreid – door supergeleidende circuits te verbinden met andere quantumplatforms zoals NV-centra en spin-qubits, en door te groeien naar een leiderschapsrol.

Sinds kort is ze Technical Lead van de product-marktcombinatie supergeleiding. “Het is een hele verantwoordelijkheid, maar ook een geweldige kans om onze focus te verscherpen en ons af te vragen: waar moeten we aan werken? Daar kan ik echt van genieten.”