Nog een techreus zet een belangrijke stap naar de kwantumcomputer

Amazon heeft zijn nieuwe kwantumchip Ocelot onthuld. Het is een prototype dat nog maar een fractie van de rekenkracht heeft die uiteindelijk nodig is om een nuttige kwantumcomputer te bouwen. Net als Google en Microsoft, die recent hun nieuwe kwantumchips presenteerden, denkt Amazon dat het een techniek heeft ontwikkeld die kan worden opgeschaald naar een commercieel bruikbare kwantumcomputer. 

Qubits en foutcorrectie

Kwantumcomputers gebruiken qubits in plaats van traditionele bits en zouden berekeningen exponentieel sneller kunnen uitvoeren. Qubits zijn deeltjes in superpositie die via een ingenieus patroon met elkaar verstrengeld zijn. In plaats van alleen een 1 of een 0 te representeren, heeft een qubit tegelijkertijd de waarden 0 én 1. Een van de grote uitdagingen is dat de qubit nog erg foutgevoelig en moeilijk te beheersen is.

De Ocelot-chip gaat een stap verder met het gebruik van 'cat qubits', die volgens Amazon 'bepaalde vormen van fouten intrinsiek kan onderdrukken'. De Ocelot-chip is bedoeld om de effectiviteit van de kwantumfoutcorrectie te testen. Volgens Amazon kan Ocelot de kosten van deze foutcorrectie met wel 90 procent verlagen vergeleken met andere chipmethoden.

Foutcorrectie vormt een van de belangrijke beperkingen van huidige kwantumcomputers, omdat qubits erg gevoelig zijn voor kleine veranderingen in hun omgeving. Interferentie van een wifi-netwerk kan bijvoorbeeld al genoeg zijn om een ​​qubit te verstoren en fouten te maken.

Doorbraken

De grote belofte van kwantumcomputers is dat ze berekeningen kunnen uitvoeren waar de huidige computers miljoenen jaren over zouden doen. De technologie zou kunnen leiden tot doorbraken op het gebied van het ontwikkelen van bijvoorbeeld nieuwe materialen, batterijen, medicijnen en wetenschappelijke modellen. 

Google zei in december dat zijn Willow-kwantumchip fouten kon verminderen naarmate er meer qubits werden toegevoegd. Ocelot is een volgende stap in de richting van het verminderen van fouten.

Ocelot bestaat uit vijf data-qubits (de cat-qubits), vijf buffercircuits om ze te stabiliseren, en vier qubits om fouten op de cat-qubits te detecteren. Onderzoekers van Amazon hebben een research-paper gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Verwachtingen

Amazon wil nog niet zeggen wanneer het verwacht dat de nuttige kwantumcomputer realiteit wordt, maar dat het uiteindelijk gaat gebeuren, daarvan is het bedrijf overtuigd. "Met de recente ontwikkelingen in kwantumonderzoek is het niet langer de vraag of, maar wanneer praktische, fouttolerante kwantumcomputers beschikbaar zullen zijn voor toepassingen in de echte wereld. Ocelot is een belangrijke stap in die reis", zegt Oskar Painter, de directeur van quantum hardware bij Amazon.

Onlangs zei Google-ceo Sundar Pichai dat hij verwacht dat praktische kwantumcomputers nog maar zo'n vijf tot tien jaar van ons vandaan zijn.

Lees meer nieuws over wetenschap en mis niets met de Bright-app.