Een kwantumprocessor met meet- en gegevenskwantumbits (afb: Science)
Onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Sussex (Eng) hebben een ontwerp voor een echte kwantumcomputer beschreven. Gaat die langverwachte ‘supercomputer’ er dan toch eindelijk komen of zijn dit weer wat vingeroefeningen voor kwantum-mechanici?
Al vele jaren wordt de hoop levendig gehouden dat we eens een computer zullen hebben waarvan de werking is gebaseerd op kwantummechanische fenomenen. Vaak wordt die kwantumcomputer als een soort supercomputer aangeprezen, maar of dat inderdaad op alle fronten zo is, valt nog te bezien. Voorlopig heeft een computer van het Canadese bedrijf D-Wave nog geen echte huzarenstukjes vertoond, maar daarvan wordt nog steeds getwijfeld of dat wel een echte kwantumcomputer is.
Als het om de echte, algemeen erkende kwantumsystemen gaat, dan komen kwantumcomputers nog niet veel verder dan processoren met 10 tot 15 kwantumbits. Die kunnen wel wat meer dan 15 digitale transistoren (bits), maar kunnen zeker geen wonderen verrichten.
“Ook de eerste computers hadden maar de beschikking over enkele tientallen bits”, zegt onderzoeker Winfried Hensinger van de universiteit van Sussex. “Daar is de kwantumcomputer nu. Voor de echt interessante toepassingen zoals het bedenken van geneesmiddelen of het begrijpen van het heelal, heb je in plaats van 10 tot 15 zo’n 10 miljoen kwantumbits nodig.”
Bestaande technologie
De onderzoekers stelden zichzelf de vraag: Hoe zou je met de bestaande technologie een echte kwantumcomputer bouwen? Voor hun ontwerp gebruiken ze ‘gevangen’ ionen als kwantumbits. Daarmee zou hun kwantumcomputer bij kamertemperatuur kunnen draaien.
Hun kwantumcomputer bestaat uit modules om het rekentuig opschaalbaar te maken. De logische poorten in de processor worden gestuurd door microgolven. Lasers zouden ook kunnen, maar dat wordt erg problematisch met uitlijnen als je met miljoenen kwantumbits zou gaan werken. Optische vezels worden gebruikt voor het verbinden van de diverse onderdelen van de geachte kwantumcomputer en voor het vastleggen van de kwantuminformatie.
Bouwen
De onderzoekers willen het eigen ontwerp ook daadwerkelijk gaan bouwen. Hensinger schat dat die zo’n € 1,5 tot 2 miljoen zal gaan kosten. Een echte volwassen kwantumcomputer die ook echte problemen kan aanpakken zou zeker enkele tientallen miljoenen gaan kosten, denkt hij.
D-Wave heeft onlangs een machine aangekondigd met een 2000 kwantumbits-processor. Het bedrijf heeft enkele grote klanten, zoals Google, de NASA en vliegtuigfabriek Lockheed Martin. Ook Microsoft heeft zich op de kwantumcomputer gestort. Het lijkt er op dat er binnen niet al te lange tijd aan dit front beweging komt dat niet beperkt is tot het lab.
Bron: BBC