Quantumcomputer

Een quantumcomputer is een computer die rekent met de regels van de quantumnatuurkunde. Een gewone computer gebruikt bits, die een 0 of een 1 zijn. Een quantumcomputer gebruikt qubits, die beide toestanden tegelijk kunnen hebben. Voor sommige soorten problemen levert dat een enorme versnelling op. Een quantumcomputer is geen snellere versie van een gewone computer voor alles: hij is vooral bedoeld voor specifieke taken.

Hoe werkt het?

Een quantumcomputer bestaat uit qubits, zoals supergeleidende kringetjes, geladen atomen of elektronen in silicium, plus apparatuur om ze te bedienen en uit te lezen. Vaak moeten ze worden gekoeld tot vlak boven het absolute nulpunt, of met lasers in een vacuüm worden vastgehouden. Een programma laat de qubits stap voor stap op elkaar inwerken, en aan het eind meet je het resultaat.

De grootste uitdaging is dat qubits kwetsbaar zijn. Een klein beetje warmte of een trilling verstoort ze al. Daarom werken onderzoekers aan quantumfoutcorrectie, waarbij veel qubits samen één betrouwbare qubit vormen.

Waarom het ertoe doet

Quantumcomputers kunnen moleculen en materialen doorrekenen die voor gewone computers te ingewikkeld zijn, bijvoorbeeld voor nieuwe medicijnen en accu's. Bij de Helios-computer van Quantinuum gingen de fouten per controleronde gemiddeld maar vijf keer op een miljoen mis, tien keer beter dan het vorige record (link). IBM verbond twee quantumchips van elk 120 qubits met vier supergeleidende koppelingen van 80 centimeter, een stap naar quantumcomputers die uit losse modules bestaan (link). Een ander bericht gaat over wat zo'n machine ooit zou kunnen kraken: het Franse bedrijf Alice & Bob berekent dat een quantumcomputer met zo'n 23.000 qubits de veelgebruikte RSA-versleuteling in ruim drie dagen zou kunnen kraken, veel minder dan eerder gedacht (link). Zo'n machine bestaat nog niet.