Google claimt kwantumsuprematie

Google heeft aangekondigd dat het ‘kwantumsuprematie’ heeft bereikt. In een nieuwe paper legt het bedrijf uit hoe het met zijn kwantumcomputer een berekening heeft uitgevoerd die in principe niet mogelijk is met een klassieke computer.

In een artikel in wetenschappelijk tijdschrift Nature meldt Google dat het met een kwantumcomputer van 54 qubit vele malen sneller kan rekenen dan de huidige supercomputers. Het bedrijf heeft een paper gepubliceerd waarin de onderzoekers uitleggen hoe ze met een Sycamore processor van 54 qubits (waarvan er 53 werkten) een berekening konden uitvoeren in 200 seconden. Daarbij veronderstellen ze dat de meest krachtige ‘traditionele’ supercomputer voor dezelfde berekening zo’n 10.000 jaar nodig zou hebben. Google gaat er dus van uit dat de berekening in kwestie in principe onmogelijk is voor een klassieke niet-kwantum computer. Daarom zou het hier om ‘kwantumsuprematie’ gaan. De berekening in kwestie draait om het genereren van willekeurige getallen.

Kwantumcomputers hebben een heel andere architectuur dan traditionele computers. In tegenstelling tot bits, die de twee staten ‘nul’ en ‘een’ (aan of uit) hebben, gebruikt een kwantumcomputer ‘qubits’. Die kunnen aan staan, uit staan of allebei tegelijk (aan én uit). Bovendien kunnen ze, door een proces dat ‘entanglement’ heet, aan elkaar worden gekoppeld op een manier die hun rekenkracht exponentieel vergroot. Een computer met 53 qubits klinkt dus niet veel, maar heeft wel het potentieel om bijzonder sterk te zijn. Door de unieke architectuur zouden deze computers beter geschikt zijn om een antwoord te vinden op bepaalde vragen waar gewone computers het bijzonder moeilijk mee hebben, bijvoorbeeld rond het genereren van verschillende scenario’s of het vinden van de beste route tussen twee punten (in een zee van mogelijkheden).

Nu het onderzoek publiek is gemaakt, kunnen andere onderzoekers het tegen het licht houden en waar mogelijk bekritiseren. IBM heeft alvast in een blog zijn eerste bedenkingen gemaakt. De techgigant, die zelf aan kwantumcomputers werkt en op dat vlak een stevige concurrent kan zijn voor Google, zegt dat de taak in kwestie door een klassieke supercomputer op enkele dagen kan worden uitgevoerd, in plaats van in 10.000 jaar. Google zou gewoon niet genoeg schijfruimte hebben voorzien bij het voorspellen van de rekentijd.

Hoe dan ook gaat het om een belangrijke stap vooruit in quantum computing. Bedrijven als Google, IBM, Intel en Microsoft bouwen de (extreem dure en moeilijk te onderhouden) toestellen in de hoop dat ze later kunnen worden ingezet om bijvoorbeeld medicijnen voor kanker te vinden. Anderzijds zouden de toestellen, als ze in verkeerde handen vallen, ook kunnen worden gebruikt om de cryptografische algoritmes te breken waarmee we momenteel al onze internetcommunicatie versleutelen. Om die redenen zijn overheden, banken en onderzoeksgroepen ook al aan een ‘post-quantum’ scenario aan het werken.