Wetenschappers hebben eerste echte stap gezet in bouwen van kwantumcomputer: waarom dat zo belangrijk is

Vorige week hebben computerwetenschappers een historische stap gezet. Ze zijn erin geslaagd een kwantumcomputerchip te ontwerpen. En kwantumcomputers, die gaan onze wereld veranderen. En geen klein beetje.

Wat is dat, een kwantumcomputer? In tegenstelling tot de computers die we nu gebruiken, werken kwantumcomputers niet met bits (die een waarde 0 of 1 kunnen hebben) maar met qubits. Qubits maken gebruik van twee principes uit de kwantummechanica: superposities en kwantumverstrengeling. Qubits kunnen een 0 of een 1 of een willekeurige combinatie van deze twee tegelijkertijd opslaan. Die kunnen vervolgens tegelijk worden verwerkt, waardoor er meerdere berekeningen simultaan kunnen worden uitgevoerd. Daardoor zou een kwantumcomputer miljoenen keer sneller kunnen zijn dan welke conventionele computer dan ook bij het oplossen van een reeks belangrijke problemen.

Immense rekenkracht

Het verschil is immens: een kwantumcomputer kan in een dag of zelfs enkele uren waar conventionele computers miljoenen jaren zouden over doen. Zo’n kwantumcomputer met zijn immense rekenkracht kan worden ingezet om grote vraagstukken, zoals klimaatverandering en complexe ziekten zoals kanker, op te lossen.

Nieuw onderzoek brengt de bouw van zo'n superkrachtige computer nu een stap dichterbij: wetenschappers uit Australië en Nederland hebben een kwantumcomputerchip ontworpen. Daarbij maken ze gebruik van al bestaande computertechnieken. Da's belangrijk, want daardoor kan de kwantumcomputerchip bijna helemaal worden gemaakt met behulp van de huidige industriële processen.

Prototype tegen 2022

Het grootste probleem bij het bouwen van zo'n chip zijn qubits. Je hebt er miljoenen nodig. Alleen zijn alle soorten qubits die we op dit moment kennen erg kwetsbaar. Zelfs de kleinste afwijking kan leiden tot een foute uitkomst. “Daarom moeten we correctiecodes gebruiken die uit meerdere qubits bestaan om een enkel gegeven te bewaren”, zegt mede-ontwikkelaar Andrew Dzurak. “Ons ontwerp maakt gebruik van een nieuw type correctiecode, specifiek gemaakt voor de spin qubit. Dit is een eerste stap om de miljoenen qubits samen te voegen in een enkele computerchip.”

“We verwachten dat er nog wel enkele aanpassingen aan dit ontwerp nodig zullen zijn als we over willen gaan tot de productie ervan”, zegt Dzurak verder. “Maar alle belangrijke componenten die nodig zijn voor quantum computing zijn hier aanwezig in één chip.” Het plan is om tegen 2022 een prototype te ontwikkelen.

Lees meer