- In navolging van Google en Microsoft, claimt nu ook Amazon Web Services een doorbraak te hebben op het gebied van quantumcomputers.
- Onderzoekers van het bedrijf zeggen dat ze door gebruik te maken van zogenaamde ‘cat qubits’ de technologie tot wel 90 procent goedkoper kunnen maken.
- Maar net als bij de aankondiging van Microsoft, blijkt ook deze doorbraak een ontdekking die vooral iets zegt over de potentie van quantumcomputers.
- Lees ook: Microsofts Majorana 1-chip is minder revolutionair dan op het eerste gezicht lijkt
De ontwikkelingen in de wereld van quantumcomputers gaan in rap tempo. In de afgelopen paar weken lieten Google en Microsoft weten dat ze belangrijke nieuwe chips hebben ontwikkeld waarmee de nieuwe technologie nog sneller echt bruikbaar kan worden gemaakt.
Amazon Web Services (AWS) voegt zich nu bij bovenstaande twee met ook een eigen chip, Ocelot genaamd. Deze maakt in dit geval gebruik van een andere technologie dan de concurrentie, namelijk zogenaamde ‘cat qubits’.
Het voordeel van het gebruik van deze cat qubits boven de regulier gebruikte logische qubits, is dat ze veel resistenter zijn tegen fouten. Hierdoor kan de Ocelot-chip in theorie quantumcomputing tot wel 90 procent goedkoper maken.
Het probleem waar quantumcomputers vooralsnog tegenaan lopen ligt bij het feit dat de technologie nog enorm foutgevoelig is. Dat komt voornamelijk door het feit dat qubits, in tegenstelling tot binaire bits waar reguliere computers op werken, in zich in verschillende stadia tussen de waarden 0 en 1 kunnen bevinden. Dat maakt ze gevoelig voor invloeden van buitenaf.
De door AWS gebruikte cat qubits hebben als voordeel dat ze op een andere manier zijn opgebouwd dan logische qubits. Dit zorgt ervoor dat ze van nature resistent zijn voor zogenoemde bitflip-fouten, waarbij een '0'-waarde naar een '1'-waarde en andersom kan veranderen.
Helaas zijn de cat qubits niet resistent tegen zogenoemde 'phase-flip'-fouten (een fout waarbij de oriëntatie van de qubit verandert). Toch claimen de onderzoekers ook dit probleem opgelost te hebben. Dat lukte door middel van een supergeleidend materiaal genaamd 'tantalum' en repetitieve elektrische signalen met oscillatoren toe te passen om de qubits te stabiliseren.
Met de combinatie van de cat qubit en de oscillatoren zou het percentage fouten in berekeningen teruggebracht kunnen worden tot slechts 0,5 procent.
Uitdagingen quantumcomputer voor de toekomst
De onderzoekers geven aan dat de chip, die nu nog op een erg kleine schaal van slechts negen qubits werkt, de potentie toont om quantumcomputing veel efficiënter te maken. Dat zou simpelweg komen doordat er tot wel 90 procent minder foutcorrectie nodig zou zijn.
Maar net als bij de aankondiging van Microsoft, blijkt uit het bijbehorende onderzoeksrapport dat gepubliceerd is in Nature, dat het nog gaat om een aanname. De werking van de cat qubits is gemeten op verschillende manieren, maar het is nog niet definitief bewezen dat hiermee het foutpercentage tot een half procent teruggebracht kan worden.
Ook moet nog aangetoond worden dat het project van de huidige kleine schaal opgewerkt kan worden tot een schaal van honderden tot duizenden qubits, oftewel het punt dat het echt bruikbaar wordt in een quantumcomputer.
De onderzoekers geven zelf aan dat ze voor het onderzoek gebruikmaakten van hypothetische voorbeelden om uit te komen op de conclusie, maar dat "ze niettemin het potentieel van cat-qubits om hardware-efficiënte logische qubits mogelijk te maken benadrukken."
De Ocelot-chip is vooralsnog alleen een labprototype. Het is nog de vraag of het verder dan dat zal komen.
"Het is een heel moeilijk probleem om aan te pakken en we zullen moeten blijven investeren in fundamenteel onderzoek, terwijl we verbonden blijven met en leren van belangrijk werk dat wordt gedaan in de academische wereld", zegt hoofd van quantum hardware Oskar Painter van AWS in een verklaring.