Innovatie & Strategie

Infrastructuur
kwantum computer

Google verwacht nu snel 'echte' kwantum-computer

Binnen een paar jaar kunnen externen gebruik maken van de Google kwantumtechnologie, denkt onderzoeker.

Onderdeel van de koeler van een kwantumcomputer © CC BY 2.0 - Flickr UCL
13 april 2018

Binnen een paar jaar kunnen externen gebruik maken van de Google kwantumtechnologie, denkt onderzoeker.

Het onderzoek aan kwantumcomputers bestaat tot nog toe uit veel simulatie, extrapolatie, theorie en hard werk aan de fundamenten van kwantumtechnologie zoals betrouwbaarheid en stabiliteit. Een onderzoeksgroep van Google en de universiteit van California Santa Barbara claimt nu snel stappen te maken naar echte toepassingen.

Wereldwijd is een wedloop ontketend om de eerste kwantumcomputer te maken die de beste supercomputers verslaat. Dat moment is nog jaren verwijderd. Maar de verschillende groepen maken wel snel veelbelovende stappen.

Een van de grote verschillen tussen klassieke computers en kwantumcomputers is dat de kwantumbit niet alleen een binaire status kan hebben, dus '0' of '1', zoals transistors in een klassieke computer, maar nog een derde status kennen, de superpositie. Daarmee neemt de complexiteit van de 'toestanden' exponentieel toe en daarmee de potentiële computerkracht. Een groot probleem vormen echter stabiliteit en betrouwbaarheid van  de qubits. Er zijn verschillende platformen waarop de kwantumtechnologie wordt bestudeerd. Elk heeft zijn eigen voor- en nadelen.

De UC Santa Barbara John Martinis/Google group werkt aan supergeleidende qubits. Die staan bekend om hun lage foutgevoeligheid. Google-onderzoeker Charles Neill zegt dat het streven van de onderzoeksgroep is een algoritme of berekening uit te voeren die niet op een andere manier kan worden gedaan. Het is zijn definitie van 'quantum supremacy'. In het artikel in het toonaangevende wetenschappelijk tijdschrift Science getiteld 'A blueprint for demonstrating quantum supremacy with superconducting qubits' demonstreren zij hoe een 9 qubit-systeem een complex kwantumstatistisch probleem kan worden opgelost.

Complexe toestanden in zeer korte tijd

"Een goede reden waarom ons vertrouwen zo hoog is, is dat we in staat waren complexe toestanden in zeer korte tijd te bereiken", zegt Neill. Als het zo doorgaat, kan de wereld binnenkort een praktische UCSB/Google-kwantumcomputer tegemoet zien. "Het is inderdaad heel opwindend", zegt Google researcher Pedram Roushan in een nieuwsbericht van de universiteit. Aanvankelijk zullen de toepassingen nog heel dicht bij huis blijven voor de onderzoekers. Ze willen de nieuwe mogelijkheden inzetten voor onderzoek aan natuurkundige vraagstukken rond gecondenseerde materie en statistiek aan kwantumtechnologie. Maar na een aantal verbeteringsslagen zijn ze van plan de technologie geschikt te maken voor gebruik in chemie- en materialenonderzoek. Roushan verwacht dat binnen enkele jaren ook buitenstaanders "een account kunnen aanmaken, inloggen en de wereld van kwantumtechnologie verkennen".

Indrukwekkende voortuitgang

Menno Veldhorst, onderzoeker en teamleider van het Delftse QuTech noemt het werk van de Martinis group indrukwekkend. "Het is een sterke demonstratie van de vooruitgangen die er gemaakt worden op het gebied van quantum berekeningen. In hun huidige experimenten werken ze al met 9 kwantum bits. Een belangrijke stap nu is naar een werkend systeem met zo’n 50 qubits. Mocht dat mogelijk zijn, dan wordt het heel interessant, omdat er dan mogelijk experimenten uitgevoerd kunnen worden die zo complex zijn dat we ze klassiek misschien niet meer kunnen beschrijven."

Voor een praktische quantum computer wordt er geschat dat er zo’n miljoen qubits nodig zullen zijn. Opschalen naar zulke aantallen is een heel andere tak van sport. De uitdaging is dan ook om nu aan systemen te werken die nog niet zoveel quantum bits bevatten, maar die wel het perspectief bieden om op te schalen naar enorme aantallen.

Veldhorst: "Op QuTech werken we aan verschillende systemen, waaronder qubits gedefinieerd in silicium. Zulke qubits hebben een enorm lange levensduur, maar kunnen ook gemaakt worden met dezelfde technologie die achter onze huidige computer staat. Daarnaast hebben deze qubits een vergelijkbare structuur en afmeting als de transistor, een component waar we met gemak miljarden op een chip kunnen plaatsen."

Interessant? Lees meer over kwantum computing

De magie van 50 qubits, een interview met Menno Veldhorst over de fascinerende wereld van kwantumtechnologie. Nu in de printversie van AG Connect, maandag 16 april online. 

Intel-CEO Brian Krzanich roemt het werk van het Delftse QuTech: Intel kondigt doorbraak aan in kwantumcomputing met 49-qubit-chip

Nederlander onthult kwantumcomputer op standaard chip. Een nieuw ontwerp voor een kwantumcomputer-chip maakt standaardproductie mogelijk.

Wetenschap blij met 'nep-kwantumcomputer'. 40-qubit simulator nu gewoon commercieel beschikbaar bij Atos

Lees meer over
Lees meer over Innovatie & Strategie OP AG Intelligence
Reactie toevoegen
De inhoud van dit veld is privé en zal niet openbaar worden gemaakt.