Fujitsu en QuTech, het kwantumonderzoekscentrum van de TU Delft, zeggen een belangrijke doorbraak te hebben gerealiseerd in de ontwikkeling van kwantumcomputers. Ze hebben een set quantum gates gebouwd met een foutkans van minder dan 0,1%.
Het is de eerste keer dat er quantum gates met zo’n kleine foutkans worden gebouwd met ‘diamond spin qubits’. Een en ander geeft aan dat de technologie nu nauwkeurig genoeg is om foutcorrectie toe te passen en hopelijk in de toekomst betrouwbare en schaalbare kwantumcomputers te bouwen.
Maar wat betekent dat? Een quantum gate is min of meer vergelijkbaar met de ‘logic gates’ in traditionele computers (Not, And, Or), zij het met meer unieke functionaliteiten, gebaseerd op kwantumfenomenen. Berekeningen op een kwantumcomputer gebeuren door een hele reeks van die basisoperaties of quantum gates achter elkaar te zetten. Om goed te werken, is het dus essentieel dat die quantum gates precies werken zonder veel fouten. Samen met de hoeveelheid qubits geven ze aan hoe erg je een chip kan schalen om uiteindelijk tot computers te komen die belangrijke vraagstukken kunnen oplossen.
Zeg niet zomaar qubit
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. Er is echter momenteel geen alomtegenwoordige technologie om die qubits te bouwen.
Intel gebruikt bijvoorbeeld siliconenchips, en Google en IBM werken met ‘superconducting’ technologie. Microsoft, dat vorige maand een eigen kwantumchip aankondigde, kwam met een nieuwe ‘topologische’ technologie. QuTech, een spin-off van de TU Delft doet in het lab dat ze met Fujitsu heeft opgestart vooral onderzoek naar diamant-spin qubits. Een van de voordelen van zo’n diamant-spin is, om je een idee te geven, dat zo’n qubit kan werken bij ‘maar’ 1 Kelvin (wat overeenkomt met -272,15°C). Superconducting qubits hebben meestal een nog lagere temperatuur nodig van 20 mK (-273,16°C).
Race om te schalen
Maar het is in al die technologische onderzoeken dus vooral zaak om qubits en quantum gates te bouwen die een lage foutenmarge hebben. Een qubit is van nature namelijk bijzonder onstabiel. Een van de redenen dat ie het zo koud moet hebben, is net omdat er minder interferentie is bij lagere temperaturen. Een grote hindernis om schaalbare en werkbare kwantumcomputers te bouwen is dan ook die foutenmarge. QuTech zegt nu een belangrijke stap te hebben gezet richting kwantum foutcorrectie. Door ultrazuivere diamanten en geavanceerde meetmethodes te gebruiken, bereikten de onderzoekers een nauwkeurigheid van meer dan 99,9% in kwantumoperaties. In de toekomst hopen Fujitsu en QuTech dat systeem nog verder op te schalen door het aantal qubits te vergroten.
Hoe ver staat quantum computing? ‘Traditionele compute loopt tegen zijn limieten aan’
TU Delft start samen met Fujitsu kwantumlab op
Fout opgemerkt of meer nieuws? Meld het hier