EnglishQubit
Een qubit is de rekeneenheid van een quantumcomputer. Anders dan een gewone bit kan hij meerdere toestanden tegelijk hebben, maar hij is ook heel gevoelig voor storing.
Een qubit is de kleinste rekeneenheid van een quantumcomputer. Een gewone bit is een 0 of een 1. Een qubit kan beide toestanden tegelijk hebben, in een bepaalde mix, totdat je hem meet. Daardoor kunnen quantumcomputers sommige berekeningen veel sneller doen dan gewone computerchips, bijvoorbeeld het nabootsen van moleculen voor nieuwe medicijnen en materialen.
Hoe werkt het?
Een qubit is een heel klein deeltje of onderdeeltje dat quantumeigenschappen heeft. Er bestaan meerdere soorten. Sommige zijn kleine supergeleidende stroomkringetjes op een chip. Andere zijn geladen atomen (ionen) die met elektrische velden boven een chip zweven en met lasers worden bediend, of elektronen in silicium.
Het nadeel is dat qubits erg kwetsbaar zijn. Een beetje warmte, een trilling of een onnauwkeurige laserpuls verstoort ze al, en wie een qubit bekijkt, verstoort hem ook. Daarom laat men veel qubits samenwerken als één betrouwbare qubit, een logische qubit, die zijn fouten kan opvangen.
Waarom het ertoe doet
Het aantal qubits en de kwaliteit ervan bepalen wat een quantumcomputer kan. Japanse onderzoekers stuurden vijf qubits op een siliciumchip tegelijk aan, via één gedeelde stuurlijn, en hielden de nauwkeurigheid rond 99,9 procent (link). Silicium is hetzelfde materiaal als in gewone chips. Quantinuum liet met zijn 98-qubits-computer Helios zien hoe goed fouten kunnen worden opgevangen: per controleronde ging gemiddeld maar vijf keer op een miljoen iets mis (link). Zo komt een quantumcomputer die echt nuttig rekenwerk kan doen dichterbij.
Artikelen over Qubit
-
PSI: AI vond bewijs voor vermoeden uit 2008 over de grenzen van quantumcomputers
Het Amerikaanse bedrijf Physical Superintelligence zegt dat zijn AI-systeem een bewijs vond voor het Aaronson-Ambainis-vermoeden, een open vraag uit 2008 over wanneer quantumcomputers veel sneller zijn. Het programma Lean keurde het bewijs goed; vakgenoten lezen het nu na.
-
Eén korte meting vooraf halveert de fouten van een qubit
Een team onder leiding van de Universiteit van Regensburg liet een qubit vóór elke reeks berekeningen kort meten op welke frequentie hij zat, en stuurde daarna automatisch bij. Zo daalden de fouten met ongeveer 54 procent. De volgende stap is meer qubits tegelijk.
-
Nieuwe berekening: kwantumcomputer heeft veel minder qubits nodig om internetversleuteling te kraken
Het Franse kwantumbedrijf Alice & Bob berekent dat een kwantumcomputer met zo'n 23.000 qubits de veelgebruikte RSA-versleuteling in ruim drie dagen zou kunnen kraken. Zo'n machine bestaat nog niet, maar de berekening laat zien waarom overstappen op kwantumveilige versleuteling nu al verstandig is.
-
Tencent laat AI zelf gereedschap bouwen voor eiwitonderzoek en wiskunde
Tencent heeft de tweede versie van zijn onderzoeks-AI Hyra gepresenteerd. Die levert niet alleen oplossingen, maar ook gereedschap dat later weer bruikbaar is. Modellen voor eiwitten en moleculen staan al openbaar, zodat andere onderzoekers ze nu zelf kunnen testen.
-
Google demonstreert magic state cultivation op Willow: 40 keer minder fouten
Google Quantum AI testte op zijn Willow-chip een nieuwe manier om magic states te maken: speciale toestanden die een kwantumcomputer nodig heeft voor de lastigste bewerkingen. De fouten daarin werden zo'n 40 keer kleiner. Het resultaat staat in Science.
-
Duits bedrijf maakt molecuul dat quantuminformatie bewaart en met licht kan doorgeven
Het Duitse bedrijf NVision en onderzoekers uit Ulm en Jeruzalem beschrijven in Nature een molecuul van koolstof en waterstof dat quantuminformatie bewaart en met licht kan doorgeven. Zo'n bouwsteen kan later quantumcomputers aan elkaar koppelen.
-
IBM koppelt twee kwantumchips met kabels van 80 centimeter
Onderzoekers van IBM verbonden twee kwantumchips van elk 120 qubits met vier supergeleidende koppelingen van 80 centimeter. De kwantuminformatie kwam gemiddeld met 99 procent getrouwheid over. Het is een stap naar kwantumcomputers die uit losse modules worden opgebouwd.
-
Japanse onderzoekers sturen vijf quantumbits in silicium tegelijk aan, met bijna geen fouten
Onderzoekers van RIKEN in Japan stuurden vijf quantumbits op een siliciumchip tegelijk aan, via één gedeelde stuurlijn. Ze vonden de grootste foutenbron en hielden de nauwkeurigheid zo rond 99,9 procent. Dat helpt om grotere quantumcomputers te bouwen.
-
Quantumcomputer houdt chaos onder controle op 100 qubits: stap richting foutbestendig rekenen
Onderzoekers van Rutgers, IBM en andere instellingen lieten een quantumcomputer zichzelf tijdens het rekenen duizenden keren controleren en bijsturen. Een werkende foutbestendige quantumcomputer is het nog niet, wel een belangrijke bouwsteen ervoor.
-
Quantumcomputer vangt zijn eigen fouten zo goed op dat er maar 5 op een miljoen overblijven
De quantumcomputer Helios van Quantinuum zette een nieuw record in foutcorrectie: per controleronde ging gemiddeld vijf keer op een miljoen iets mis. Dat is tien keer beter dan het vorige record. De volgende stap is dit ook voor complexere berekeningen laten zien.
-
Nvidia bootst op Europese supercomputer een quantumschakeling van 104 qubits na, met echte fouten erin
Nvidia en het Duitse onderzoekscentrum Jülich simuleerden op supercomputer JUPITER hoe een quantumcomputer van 104 qubits een belangrijke bouwsteen maakt, inclusief de fouten die echte hardware maakt. Zo kunnen ontwerpen worden getest voordat ze gebouwd zijn.
-
Stanford bouwt rooster van ruim 600 lichtvangers om quantumcomputers met atomen te koppelen
Natuurkundigen van Stanford bouwden een rooster van ruim 600 piepkleine lichtvangers, die elk het licht van één atoom kunnen opvangen. Dat helpt om quantumcomputers met atomen sneller uit te lezen en later aan elkaar te koppelen.
-
Oxford houdt quantumverbinding tussen atomen op twee plekken ruim tien seconden in stand
Natuurkundigen van de Universiteit van Oxford verbonden atomen van strontium en calcium op twee plekken tot één quantumtoestand. Door de verbinding door te geven aan calcium bleef die meer dan tien seconden bestaan, in plaats van milliseconden. Een stap naar netwerken van quantumcomputers.
-
Elektronenparen blijven bestaan als de supergeleiding al weg is
Natuurkundigen zagen in een metaal dat elektronen paren blijven vormen, ook als het net te warm is voor supergeleiding. Dat helpt begrijpen hoe stroom zonder verlies ontstaat. De volgende stap is kijken of het ook binnenin het materiaal gebeurt.
