EnglishKwantumchip van ETH Zürich rekent met een geheugen dat trilt
Onderzoekers van ETH Zürich bouwden een kwantumchip met een apart geheugen dat informatie bewaart als piepkleine trillingen. Twee rekenproeven lukten. De volgende stap is laten zien dat het ontwerp ook in grotere systemen betrouwbaar werkt.
Een gewone computer heeft een processor die rekent en een werkgeheugen dat gegevens even vasthoudt terwijl er gerekend wordt. Onderzoekers van de Zwitserse technische universiteit ETH Zürich hebben die taakverdeling nu ook gebouwd in een kwantumcomputer: een computer die rekent volgens de regels van de kwantumnatuurkunde. Het bijzondere zit in het geheugen. Dat bewaart informatie als piepkleine trillingen. Het team van natuurkundige Yiwen Chu beschreef het werk in juli 2026 in het wetenschappelijke tijdschrift Science.
Rekenen en onthouden apart
Het rekenwerk doet een qubit, de rekeneenheid van een kwantumcomputer. Het geheugen bestaat uit kleine onderdeeltjes die kunnen trillen. Voor een berekening haalt de qubit een trilling uit het geheugen, past die aan en schrijft het resultaat weer terug.
De qubit is supergeleidend: hij is gemaakt van een materiaal dat stroom zonder weerstand geleidt als het heel koud is. Veel kwantumcomputers werken met zulke qubits. Volgens ETH Zürich zijn rekenen en opslag daarin meestal nauwer met elkaar verweven dan in dit nieuwe ontwerp.
De hele chip is ongeveer 7,5 millimeter lang, 2,5 millimeter breed en 1 millimeter hoog. Hij is dus ongeveer zo breed als een kleine vingernagel.
Waarom een trillend geheugen?
Bij supergeleidende qubits wordt nu vaak een geheugen gebruikt dat werkt met elektromagnetische golven. Dat is ver ontwikkeld: onderzoekers kunnen de informatie erin heel precies uitlezen en aanpassen. Maar zo'n geheugen is vrij groot en neemt veel ruimte in.
De mechanische resonatoren van ETH Zürich zijn volgens de onderzoekers veel kleiner. Een resonator is een onderdeeltje dat op een paar vaste manieren kan trillen, zoals een gitaarsnaar die naast zijn grondtoon ook boventonen laat horen. Elke manier van trillen kan apart informatie bewaren. Eén resonator biedt zo meerdere geheugenplaatsen tegelijk.
Ook houden de trillingen de kwetsbare kwantuminformatie volgens het team langer vast voordat die vervaagt. Dat is belangrijk voor berekeningen met veel stappen, waarbij de informatie onderweg bewaard moet blijven.
Twee rekenproeven
Het team testte de chip met twee rekenmethoden. De eerste is de kwantum-Fouriertransformatie, een rekenstap die volgens ETH Zürich in veel kwantumprogramma's nodig is. De tweede zoekt uit na hoeveel stappen een patroon in een reeks getallen zich herhaalt. Beide proeven lukten. Volgens de universiteit is het de eerste keer dat in een experiment mechanische resonatoren samen met supergeleidende qubits kwantumberekeningen uitvoeren.
Het gaat om een proefopstelling met een beperkt aantal onderdelen. De volgende stap is laten zien dat het ontwerp ook betrouwbaar blijft werken als er meer qubits en resonatoren bij komen. Daar werkt het team van Chu nu aan. Volgens ETH Zürich legt het werk de basis voor een kwantumcomputer die volledig te programmeren is. Tot zo'n machine echt werk doet voor onderzoek en industrie, volgen nog veel stappen.
Wat betekent dit voor de weg naar de singulariteit?
Kwantumcomputers kunnen sommige berekeningen straks veel sneller doen dan gewone computers. Daarvoor zijn wel veel meer qubits nodig, en veel meer geheugen op een kleine ruimte. Een geheugen dat klein is, meerdere plaatsen per onderdeel heeft en informatie langer vasthoudt, kan daarbij helpen. Deze chip laat voor het eerst zien dat zo'n trillend geheugen echt kan meerekenen. Lukt het om het ontwerp groter te maken, dan komt een compacte en krachtige kwantumcomputer een stap dichterbij.
