Kwantumcomputers zijn ongekend snel, maar maken enorm veel fouten. Een nieuwe chip van Google lost dat probleem (deels) op.
Google heeft een nieuwe kwantumchip onthuld die naar eigen zeggen in 5 minuten een probleem oplost waarover ’s werelds snelste supercomputers momenteel 10 quadriljoen – of 10.000.000.000.000.000.000.000.000 – jaar zouden doen. Een getal dat vele malen groter is dan de leeftijd van het universum (ongeveer 13,8 miljard – of 13.800.000.000 – jaar).
Experimenteel platform
Kwantumcomputers werken op een andere manier dan je laptop. Ze maken gebruik van kwantummechanica – het vreemde gedrag van ultrakleine deeltjes – om problemen veel sneller op te lossen dan traditionele computers. De hoop is dat ze in de toekomst complexe processen, zoals het ontwikkelen van nieuwe medicijnen, enorm kunnen versnellen.
De kwantumchip van Google, dat het bedrijf Willow heeft genoemd, is zover nog niet. De chip heeft nu een probleem opgelost dat speciaal was ontwikkeld voor een kwantumcomputer en heeft geen directe toepassingen. Willow is voornamelijk een experimenteel platform.
Fouten herstellen
Maar Google zet daarmee wel een belangrijke stap. De snelheid van kwantumcomputers is afhankelijk van de hoeveelheid zogeheten qubits, maar die zijn enorm gevoelig voor verstoringen in hun omgeving. Door kleine veranderingen in bijvoorbeeld temperatuur of elektromagnetische straling kan de opgeslagen kwantuminformatie verloren gaan.
Door die instabiliteit maken kwantumcomputers nog veel fouten. En hoe meer qubits, hoe meer errors. De grootste machines hebben nu bijvoorbeeld iets meer dan 1.000 qubits, maar door alle fouten blijft er een rekenkracht van slechts tientallen qubits over.
Google heeft nu een manier bedacht om qubits aan elkaar te koppelen, waardoor het aantal fouten juist vermindert als je meer qubits gebruikt. Bovendien heeft het bedrijf een systeem ingebouwd dat fouten direct kan herstellen. Willow bestaat momenteel uit 105 qubits en is dus bij lange na niet de grootste kwamtumchip, toch heeft de chip dankzij deze technieken de meeste rekenkracht.
Kwantumcomputer laat nog even op zich wachten
Veel nieuwskoppen (en Google) spreken daarom van een doorbraak. Maar Michael Cuthbert, directeur van het Britse National Quantum Computing Centre, zei tegen de BBC dat hij op zijn hoede is voor taal die de ‘hype cycle’ aanwakkert en denkt dat Willow meer een ‘mijlpaal dan een doorbraak’ is. Toch is het volgens hem ‘duidelijk een zeer indrukwekkend stuk werk’.
Voordat kwantumcomputers daadwerkelijk nuttige taken kunnen uitvoeren, zal de foutmarge nog veel lager moeten zijn dan die van Willow, geeft Google zelf toe. Wanneer is dat dan zover? Dat is nog onduidelijk, maar in elk geval niet voor 2030, verwacht de techreus.
Google schreef over de nieuwe technieken in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.