Hoog bezoek op het Science Park: op 12 april kwamen koning Willem-Alexander en de Franse president Emmanuel Macron langs op het Quantum Gases & Quantum Information Lab van de UvA. Hoogleraren Florian Schreck en Philippe Bouyer lieten de koning en de president zien hoe ’s werelds eerste continue atoomlaser functioneert – en welke rol die in de toekomst zou kunnen spelen. Ook bespraken ze het belang van fundamenteel onderzoek en hoe iets dat voor het ene doel wordt ontwikkeld, ergens anders van nut kan zijn.
Hoog bezoek op het Science Park: op 12 april kwamen koning Willem-Alexander en de Franse president Emmanuel Macron langs op het Quantum Gases & Quantum Information Lab van de UvA. Hoogleraren Florian Schreck en Philippe Bouyer lieten de koning en de president zien hoe ’s werelds eerste continue atoomlaser functioneert – en welke rol die in de toekomst zou kunnen spelen. Ook bespraken ze het belang van fundamenteel onderzoek en hoe iets dat voor het ene doel wordt ontwikkeld, ergens anders van nut kan zijn.
Het laboratorium op het Science Park huisvest een aantal machines met een indrukwekkende hoeveelheid buisjes, lenzen en lasers. Achter computerschermen bekijken promovendi allerlei grafieken, kleurige weergaven van wat er zich afspeelt in het hart van de proefopstelling – en soms wordt de hoogexperimentele apparatuur gewoon met een schroevendraaier iets aangedraaid. Florian Schreck is sinds 2013 in dit laboratorium bezig met het onderzoek naar ultrakoude kwantumgassen en werkt daarbij sinds kort samen met Philippe Bouyer, afkomstig van het Institut d’Optique van Bordeaux en specialist in, onder meer, atoominterferometrie.
In 2022 publiceerde Schrecks vakgroep een belangrijk artikel in Nature. Daarin werd beschreven hoe het team tot een continu Bose-Einstein condensaat van strontiumatomen wist te komen, een laag-energetische toestand van atomen die zijn gekoeld tot nabij het absolute nulpunt. Een fundamenteel probleem dat daarbij moest worden overwonnen, is dat zo’n condensaat snel vervalt, bijvoorbeeld door botsingen tussen de atomen. Door de strontiumatomen via een circuit te leiden en ze zo in aparte stapjes steeds verder te koelen, kan het in laserstralen gevangen condensaat voortdurend worden voorzien van nieuwe aanvoer en blijft het dus op peil.
Het laboratorium op het Science Park huisvest een aantal machines met een indrukwekkende hoeveelheid buisjes, lenzen en lasers. Achter computerschermen bekijken promovendi allerlei grafieken, kleurige weergaven van wat er zich afspeelt in het hart van de proefopstelling – en soms wordt de hoogexperimentele apparatuur gewoon met een schroevendraaier iets aangedraaid. Florian Schreck is sinds 2013 in dit laboratorium bezig met het onderzoek naar ultrakoude kwantumgassen en werkt daarbij sinds kort samen met Philippe Bouyer, afkomstig van het Institut d’Optique van Bordeaux en specialist in, onder meer, atoominterferometrie.
In 2022 publiceerde Schrecks vakgroep een belangrijk artikel in Nature. Daarin werd beschreven hoe het team tot een continu Bose-Einstein condensaat van strontiumatomen wist te komen, een laag-energetische toestand van atomen die zijn gekoeld tot nabij het absolute nulpunt. Een fundamenteel probleem dat daarbij moest worden overwonnen, is dat zo’n condensaat snel vervalt, bijvoorbeeld door botsingen tussen de atomen. Door de strontiumatomen via een circuit te leiden en ze zo in aparte stapjes steeds verder te koelen, kan het in laserstralen gevangen condensaat voortdurend worden voorzien van nieuwe aanvoer en blijft het dus op peil.
Deze doorbraak toont dat een continue laserstraal van atomen daadwerkelijk mogelijk en toepasbaar is. Schreck: ‘We zijn er nog niet helemaal. Een laserstraal weerkaatst tussen twee spiegels en door op één plek de spiegel transparant te maken, creëer je een straal. Dat is waar we nu aan werken. We hebben de atoomlaser en de spiegels, nu zoeken we nog de beste manier om die straal naar buiten te laten komen.’
Bouyer: ‘Dan kun je de straal focussen, maar je kunt ook – en dat is het mooie – de straal splitten en weer samenbrengen. Zo kunnen we via interferentie uiterst precieze metingen verrichten. Variaties in zwaartekracht, eb en vloed, ijsmassa’s: als je de hoogte precies weet, dan zie je of het ijs aan het smelten is. Op vulkanen kun je meten in hoeverre ondergrondse magmakamers zijn gevuld, op de Etna staat al een instrument dat dat doet. En op Antarctica wordt de ijsmassa op deze manier gemonitord. Dat zijn vanwege de kosten nu nog uitzonderingen, maar er zullen steeds meer toepassingen komen. Ook in navigatie, waarin instrumenten straks tot op centimeters of millimeters nauwkeurig zullen zijn.’
‘Soms wordt de hoogexperimentele apparatuur gewoon met een schroevendraaier iets aangedraaid’
Deze doorbraak toont dat een continue laserstraal van atomen daadwerkelijk mogelijk en toepasbaar is. Schreck: ‘We zijn er nog niet helemaal. Een laserstraal weerkaatst tussen twee spiegels en door op één plek de spiegel transparant te maken, creëer je een straal. Dat is waar we nu aan werken. We hebben de atoomlaser en de spiegels, nu zoeken we nog de beste manier om die straal naar buiten te laten komen.’
Bouyer: ‘Dan kun je de straal focussen, maar je kunt ook – en dat is het mooie – de straal splitten en weer samenbrengen.
Zo kunnen we via interferentie uiterst precieze metingen verrichten. Variaties in zwaartekracht, eb en vloed, ijsmassa’s: als je de hoogte precies weet, dan zie je of het ijs aan het smelten is. Op vulkanen kun je meten in hoeverre ondergrondse magmakamers zijn gevuld, op de Etna staat al een instrument dat dat doet. En op Antarctica wordt de ijsmassa op deze manier gemonitord. Dat zijn vanwege de kosten nu nog uitzonderingen, maar er zullen steeds meer toepassingen komen. Ook in navigatie, waarin instrumenten straks tot op centimeters of millimeters nauwkeurig zullen zijn.’
‘Soms wordt de hoogexperimentele apparatuur gewoon met een schroevendraaier iets aangedraaid’
Het bezoek van koning Willem-Alexander en de Franse president Emmanuel Macron aan het Science Park, en hun interesse in dit fundamentele onderzoek aan de UvA, kwamen niet uit de lucht vallen. Tijdens het staatsbezoek van Macron werd de Nederlands-Franse samenwerking op het gebied van kwantumtechnologie, halfgeleiders en fotonica bekrachtigd met de ondertekening van een ‘Pact voor Innovatie en Duurzame Groei’. Hierin is opgenomen dat Nederland en Frankrijk meer kennis en onderzoekers gaan uitwisselen en meer zullen investeren in het coachen en financieren van kwantumstart-ups.
Dat is een goede ontwikkeling, zegt Bouyer. ‘We hebben aan president Macron en de koning duidelijk kunnen maken dat wat voor het ene doel wordt ontwikkeld, vaak heel ergens anders opeens van nut kan zijn. Daarom is internationale samenwerking ook zo belangrijk, net als de samenwerking tussen Nederlandse universiteiten.’ Schreck: ‘Het is als met de ontwikkeling van de optische laser. Dat was ook een oplossing op zoek naar een probleem. Nu gebruiken we deze techniek in mobiele communicatie, Lidar-toepassingen in auto’s, noem maar op.’ Hij hoopt dat het net zo gaat met de atoomlaser. ‘We creëren al doende allerlei Legoblokjes, die in een andere context en met een open blik tot een geheel nieuw bouwwerk kunnen leiden. Dat maakt dit onderzoek zo fascinerend.’
Het bezoek van koning Willem-Alexander en de Franse president Emmanuel Macron aan het Science Park, en hun interesse in dit fundamentele onderzoek aan de UvA, kwamen niet uit de lucht vallen. Tijdens het staatsbezoek van Macron werd de Nederlands-Franse samenwerking op het gebied van kwantumtechnologie, halfgeleiders en fotonica bekrachtigd met de ondertekening van een ‘Pact voor Innovatie en Duurzame Groei’. Hierin is opgenomen dat Nederland en Frankrijk meer kennis en onderzoekers gaan uitwisselen en meer zullen investeren in het coachen en financieren van kwantumstart-ups.
Dat is een goede ontwikkeling, zegt Bouyer. ‘We hebben aan president Macron en de koning duidelijk kunnen maken dat wat voor het ene doel wordt ontwikkeld, vaak heel ergens anders opeens van nut kan zijn.
Daarom is internationale samenwerking ook zo belangrijk, net als de samenwerking tussen Nederlandse universiteiten.’ Schreck: ‘Het is als met de ontwikkeling van de optische laser. Dat was ook een oplossing op zoek naar een probleem. Nu gebruiken we deze techniek in mobiele communicatie, Lidar-toepassingen in auto’s, noem maar op.’ Hij hoopt dat het net zo gaat met de atoomlaser. ‘We creëren al doende allerlei Legoblokjes, die in een andere context en met een open blik tot een geheel nieuw bouwwerk kunnen leiden. Dat maakt dit onderzoek zo fascinerend.’
De officiële delegatie bestond, naast koning Willem-Alexander, ook uit de minister van Economische Zaken Mickey Adriaansens, twee Franse ministers Roland Lescure en Silvy Retailleau, de Franse ambassadeur François Alabrune en de Nederlandse ambassadeur in Frankrijk Jan Versteeg.
Ambassadeur Jan Versteeg studeerde tussen 1983 en 1988 Economische geografie en Spaans aan de UvA. Hoe kijkt hij nu terug op die periode? Versteeg: ‘Toen ik vorige week een paar keer in zo’n officiële stoet over het Rokin reed, besefte ik dat die jaren in Amsterdam heel bepalend zijn geweest. Er ging een wereld voor me open: het leven en alles wat de stad te bieden had, mijn studies, vriendinnen en vrienden. De basis voor mijn volwassen leven. Zonder die ervaringen en de interesses die zij opwekten, zou ik nu niet de Nederlandse ambassadeur in Parijs zijn.’
Nederland is volgens Versteeg voor de ontwikkeling van kwantumtechnologie een interessante partner voor Frankrijk. ‘We lopen in wetenschappelijk opzicht voorop in Europa, zijn goed aangesloten op internationale circuits en gericht op samenwerking met andere landen, bedrijven en bedrijfjes.’ Hij beaamt dat er grote belangen mee zijn gemoeid. ‘Iedereen heeft het gevoel dat kwantumtechnologie ons in staat gaat stellen grote sprongen vooruit te maken op vlakken als AI, geneeskunde en klimaatwetenschap. Maar wanneer en op welke wijze, dat is nog niet precies te zeggen.’ De aandacht voor het bezoek van president Macron en koning Willem-Alexander kan volgens hem helpen om talent en investeringen aan te trekken. ‘Geld en goede mensen zijn hard nodig om als Europese partners vorderingen te kunnen maken bij de ontwikkeling van de technologie en haar toepassingen.’
De officiële delegatie bestond, naast koning Willem-Alexander, ook uit de minister van Economische Zaken Mickey Adriaansens, twee Franse ministers Roland Lescure en Silvy Retailleau, de Franse ambassadeur François Alabrune en de Nederlandse ambassadeur in Frankrijk Jan Versteeg.
Ambassadeur Jan Versteeg studeerde tussen 1983 en 1988 Economische geografie en Spaans aan de UvA. Hoe kijkt hij nu terug op die periode? Versteeg: ‘Toen ik vorige week een paar keer in zo’n officiële stoet over het Rokin reed, besefte ik dat die jaren in Amsterdam heel bepalend zijn geweest. Er ging een wereld voor me open: het leven en alles wat de stad te bieden had, mijn studies, vriendinnen en vrienden. De basis voor mijn volwassen leven. Zonder die ervaringen en de interesses die zij opwekten, zou ik nu niet de Nederlandse ambassadeur in Parijs zijn.’
Nederland is volgens Versteeg voor de ontwikkeling van kwantumtechnologie een interessante partner voor Frankrijk. ‘We lopen in wetenschappelijk opzicht voorop in Europa, zijn goed aangesloten op internationale circuits en gericht op samenwerking met andere landen, bedrijven en bedrijfjes.’ Hij beaamt dat er grote belangen mee zijn gemoeid. ‘Iedereen heeft het gevoel dat kwantumtechnologie ons in staat gaat stellen grote sprongen vooruit te maken op vlakken als AI, geneeskunde en klimaatwetenschap. Maar wanneer en op welke wijze, dat is nog niet precies te zeggen.’ De aandacht voor het bezoek van president Macron en koning Willem-Alexander kan volgens hem helpen om talent en investeringen aan te trekken. ‘Geld en goede mensen zijn hard nodig om als Europese partners vorderingen te kunnen maken bij de ontwikkeling van de technologie en haar toepassingen.’
Florian Schreck (Konstanz, Duitsland, 1972) is hoofd van de UvA-onderzoeksgroep Quantum Gases & Quantum Information, deel van het samenwerkingsverband Quantum Delta NL en daarbinnen een van de Ultracold Quantum Sensing Testbeds. Met zijn groep werkt Schreck aan kwantumsensoren als klokken en versnellingsmeters, simulators and kwantumcomputers gebaseerd op ultrakoude strontiumatomen. Daarnaast coördineert Schreck het Quantum Flagship-project AQuRA, dat een prototype van een commerciële optische klok ontwikkelt, en is hij met zijn start-up Firefly Quantum bezig met het minimaliseren van de optische circuits in ultrakoude kwantuminstrumenten.
Philippe Bouyer (Saumur, Frankrijk, 1969) is als hoogleraar aan de UvA coördinator van het Quantum Sensing-katalysatorprogramma van Quantum Delta NL. Voordat hij naar de UvA kwam, was hij plaatsvervangend directeur én directeur Innovatie en Ondernemerschap bij het Institut d’Optique in Bordeaux. Hij participeerde in vele internationale samenwerkingsprogramma’s rond ultrakoude atomen en atoominterferometrie. Hij is medeoprichter van MUQUANS, in 2011 een van de eerste start-ups in kwantumtechnologie.
Florian Schreck (Konstanz, Duitsland, 1972) is hoofd van de UvA-onderzoeksgroep Quantum Gases & Quantum Information, deel van het samenwerkingsverband Quantum Delta NL en daarbinnen een van de Ultracold Quantum Sensing Testbeds. Met zijn groep werkt Schreck aan kwantumsensoren als klokken en versnellingsmeters, simulators and kwantumcomputers gebaseerd op ultrakoude strontiumatomen. Daarnaast coördineert Schreck het Quantum Flagship-project AQuRA, dat een prototype van een commerciële optische klok ontwikkelt, en is hij met zijn start-up Firefly Quantum bezig met het minimaliseren van de optische circuits in ultrakoude kwantuminstrumenten.
Philippe Bouyer (Saumur, Frankrijk, 1969) is als hoogleraar aan de UvA coördinator van het Quantum Sensing-katalysatorprogramma van Quantum Delta NL. Voordat hij naar de UvA kwam, was hij plaatsvervangend directeur én directeur Innovatie en Ondernemerschap bij het Institut d’Optique in Bordeaux. Hij participeerde in vele internationale samenwerkingsprogramma’s rond ultrakoude atomen en atoominterferometrie. Hij is medeoprichter van MUQUANS, in 2011 een van de eerste start-ups in kwantumtechnologie.