Microsoft zegt een doorbraak te hebben gevonden in de ontwikkeling van kwantumcomputers. De nieuwe chip van de techgigant, Majorana 1, zou over enkele jaren in staat moeten zijn om praktische en belangrijke problemen op te lossen.
Voor zijn quantum chip maakt Microsoft gebruik van een nieuw materiaal. De chip bevat een ‘topologische kern’ en gebruikt topogeleiders om zijn qubits te maken. Die topogeleiders staan in topologische toestand, wat betekent dat ze niet in de meer bekende toestanden van ‘vaste stof, vloeistof of gas’ staan.
Microsoft heeft 17 jaar aan het project gewerkt en publiceert nu een studie over zijn nieuwe chip in het wetenschappelijke blad Nature. Majorana 1 (genoemd naar de theoretische fysicus Ettore Majorana die de topologische toestand bijna honderd jaar geleden voorspelde) zou minder foutgevoelig zijn en zo ook het potentieel hebben om miljoenen qubits te bevatten. Momenteel zijn er dat nog acht.
Qubits
Die qubits zijn de basiscomponent van quantum computing. In plaats van traditionele bits die nul of een aangeven, kan een qubit nul, een of ‘superposed’ (allebei) aannemen. De technologie wordt gezien als een mogelijk alternatief voor traditionele computing. Een quantum chip met miljoenen qubits en de nodige foutcorrectie zou, als hij op punt staat, onvoorstelbare snelheden kunnen halen in het oplossen van specifieke problemen.
Daarom zijn bedrijven als IBM, Google en Microsoft ondertussen al enkele jaren met het onderzoek bezig. Afhankelijk van wie je het vraagt, kan het echter nog even duren voor we echt kwantumcomputers zullen zien die op een praktische manier die grote wereldproblemen kunnen oplossen. Jensen Huang, CEO van Nvidia, zei in januari nog dat hij dat pas over twintig jaar verwacht.
Miljoen
Volgens Microsoft kan het nu ‘over jaren, in plaats van tientallen jaren’ gebeuren. Het bedrijf denkt dat deze nieuwe topologische technologie goed te schalen valt, en dat een kwantumcomputer met een miljoen qubits dan ook binnen bereik ligt. Dat miljoen (of miljoenen, zelfs) qubits is nodig, omdat de dingen bijzonder onstabiel zijn. Een werkende kwantumcomputer moet foutcorrectie inbouwen, meestal door verschillende qubits aan elkaar te linken zodat hun ‘staat’ kan worden afgetoetst. Dat vermenigvuldigt ook meteen de hoeveelheid qubits die nodig zijn.
Om een praktische kwantumcomputer te bouwen die zwaardere berekeningen aan kan, heb je dus miljoenen qubits nodig. De race naar zo’n grote chip wordt onder meer gereden door Google, dat in december de Willow chip uitbracht met 105 fysieke qubits. IBM bracht in 2022 de Osprey chip uit, die een volledig andere technologie gebruikt, met een processor van 433 qubits. Majorana 1 van Microsoft heeft er dus in eerste instantie 8, maar ziet dat in de toekomst oplopen.
‘Alles wat je doet in quantum moet een pad hebben richting een miljoen qubits’, zegt Chetan Nayak, Microsoft technical fellow in een mededeling, ‘als het dat niet heeft, ga je tegen een muur lopen voordat je kan opschalen om de echte belangrijke problemen op te lossen die ons motiveren. Wij hebben dat pad richting een miljoen uitgewerkt.’
Fout opgemerkt of meer nieuws? Meld het hier