Kwantumcomputers kunnen binnen twee jaar beter presteren dan klassieke computers bij het beantwoorden van praktische vragen, zo blijkt uit een nieuw experiment van IBM. De demonstratie laat doorschemeren dat echte kwantumsuprematie, wanneer kwantumcomputers klassieke digitale computers inhalen, verrassend snel kan komen.
"Deze machines komen eraan", zei Sabrina Maniscalco, CEO van de in Helsinki gevestigde quantum computing-startup Algorithmiq, in een interview met Nature News.
In een nieuwe studie die afgelopen woensdag is gepubliceerd, gebruikten wetenschappers de kwantumcomputer van IBM, bekend als Eagle, om de magnetische eigenschappen van echt materiaal sneller te simuleren dan een klassieke computer kan. Dit werd bereikt dankzij het gebruik van een speciaal foutreductieproces dat ruis compenseerde, een fundamenteel nadeel van kwantumcomputers.
Traditionele computers op basis van siliciumchips vertrouwen op "bits" die slechts één van twee waarden kunnen aannemen: 0 of 1.
Quantumcomputers daarentegen gebruiken quantumbits, of qubits, die veel toestanden tegelijk kunnen verwerven. Qubits zijn gebaseerd op kwantumfenomenen zoals superpositie, waarbij een deeltje in meerdere toestanden tegelijk kan bestaan, en kwantumverstrengeling, waarbij de toestanden van ver verwijderde deeltjes zo kunnen worden gekoppeld dat het veranderen van een ervan onmiddellijk een andere verandert. In theorie kunnen qubits hierdoor veel sneller en parallel berekeningen uitvoeren, dingen die digitale bits langzaam en sequentieel zouden doen.
Maar historisch gezien hebben kwantumcomputers een achilleshiel: de kwantumtoestanden van qubits zijn ongelooflijk delicaat, en zelfs de kleinste invloed van buitenaf kan hun toestand permanent veranderen – en dus ook de informatie die ze bevatten. Dit maakt kwantumcomputers erg foutgevoelig of "luidruchtig".
In een nieuw proof-of-principle-experiment berekende de 127-qubit Eagle-supercomputer, die qubits gebruikt die zijn gebouwd op supergeleidende circuits, de volledige magnetische toestand van een tweedimensionale vaste stof. De onderzoekers maten vervolgens zorgvuldig de ruis die door elk van de qubits werd geproduceerd. Het blijkt dat bepaalde factoren, zoals defecten in het materiaal van de supercomputer, op betrouwbare wijze de ruis kunnen voorspellen die in elke qubit wordt gegenereerd. Het team gebruikte deze voorspellingen vervolgens om te modelleren hoe de resultaten eruit zouden zien zonder die ruis.
Claims van kwantumsuperioriteit zijn al eerder opgedoken: in 2019 beweerden Google-wetenschappers dat de kwantumcomputer van het bedrijf, bekend als Sycamore, een probleem in 200 seconden oploste waar een gewone computer 10 jaar over zou hebben gedaan. Maar het probleem dat hij oploste - in wezen een enorme lijst met willekeurige getallen uitspuwen en vervolgens controleren of ze juist waren - had geen praktische toepassing.
De nieuwe demonstratie van IBM richt zich daarentegen op een echt, zij het sterk vereenvoudigd, fysiek probleem.
"Het is bemoedigend dat het zal werken in andere systemen en complexere algoritmen", zegt John Martinis, een natuurkundige aan de Universiteit van Californië, Santa Barbara, die het resultaat behaalde. Kopen Google Reviews 2019, in een interview met Natuurnieuws.
Lees ook: