- Google toonde afgelopen maandag zijn Willow-chip, waarmee de Amerikaanse techreus een doorbraak had op het gebied van quantum computing.
- Met de chip wist Google een bijna 30 jaar oud probleem op te lossen: foutcorrectie. Iets wat essentieel is voor de werking van een quantum computer.
- Hoewel dit een belangrijke doorbraak is, duurt het vermoedelijk nog jaren voordat we er in de echte wereld iets van zullen merken.
- Lees ook: Het moederbedrijf van Google is binnen 1 dag $136 miljard meer waard na doorbraak in quantum computing
Hoewel wij normale consumenten waarschijnlijk pas over een paar jaar iets gaan merken van de nieuwe Willow-chip die Google afgelopen maandag presenteerde, zien onderzoekers op het gebied van quantum computing de hardware als een belangrijke doorbraak in hun vakgebied.
Dat komt doordat de chip een bijna dertig jaar oud probleem oplost: het vermindert het aantal fouten dat quantumcomputers genereren. Foutoplossing is iets wat de ontwikkeling van quantum computing al sinds 1995 in de weg staat. Google heeft met de Willow-chip dit probleem nu weten te tackelen.
Om uit te leggen hoe het werkt, is het handig om te weten dat een quantumcomputer in de basis anders werkt dan de computers waar je vandaag de dag mee werkt. Hedendaagse computerchips werken namelijk met binaire bits. Dat betekent dat alle data die verwerkt wordt uiteindelijk terug wordt gebracht naar een ‘1’ of een ‘0’, waarmee gerekend kan worden.
Quantum computers hebben die beperking niet. Deze werken met qubits die als unieke eigenschap hebben dat ze in veel verschillende waardes tegelijk kunnen bestaan. Het voordeel hiervan is dat er op door deze verschillende waardes ook veel meer berekeningen, veel sneller uitgevoerd kunnen worden.
Dat klinkt als een prachtige oplossing, ware het niet dat qubits enorm gevoelig zijn voor invloeden van buitenaf. Deze gevoeligheid maakt de kans op fouten extra groot, wat vanzelfsprekend uitwerking heeft op de kwaliteit van data die de quantumcomputer verwerkt en produceert. Om dit te beperken draaien dit soort computers in vaak afgesloten, ruimtes met een strenge temperatuurregeling.
Omdat de gevoeligheid van de qubits voor verstoringen groot is, speelt foutcorrectie een belangrijke rol bij quantumcomputers. Hierdoor wordt de data die een quantumcomputer produceert betrouwbaarder en dus ook bruikbaar.
Maar tot nu gold de regel: hoe meer qubits (rekenkracht) je toevoegt, hoe meer fouten er gemaakt worden. De Willow-chip lost dit probleem op en doet dit op zo'n manier dat hoe meer qubits er worden toegevoegd, hoe beter de foutcorrectie werkt. Sterker nog, per toegevoegde qubit werkt de foutcorrectie exponentieel beter.
Quantumcomputer: het belang van de Willow-chip in perspectief
Als bedrijven de mogelijkheid hebben om het aantal qubits te vergroten en daarmee quantum computing verder kunnen ontwikkelen, kunnen we gaan denken aan toepassingen in de echte wereld, zegt hoogleraar en directeur Mark Saffman van de Wisconsin Quantum Institute tegen Business Insider.
Google heeft zelf de snelheid en potentie van de Willow-chip al aangetoond met het afronden van een gestandaardiseerde zogenaamde 'Random Circuit Sampling' (RCS)-test. Dat kostte Google minder dan 5 minuten, terwijl de snelste supercomputer van dit moment er 10 quadriljoen (10 met 24 nullen) jaar over zou doen.
Met deze rekenkracht zou het in theorie mogelijk worden om complexe medische en technische vraagstellingen op te lossen. Maar volgens Saffman hoeven we niet te verwachten dat we volgend jaar de vruchten van deze doorbraak al kunnen plukken. Hij zou graag zien dat er we over vijf jaar in de echte wereld iets van zullen merken, maar durft er geen voorspelling over te doen.
Ook CEO Sebastian Weidt van Universal Quantum, een quantum computing bedrijf, stelt dat "we nog even verwijderd zijn" van een impact van de technologie op het normale leven.
Volgens hem had de quantum-industrie aanvankelijk de hoop dat de technologie waarde kon hebben voor de reguliere consument, maar dat onderzoeken aantonen dat er meer qubits nodig zijn om echt impact te kunnen hebben op het dagelijkse leven. Weidt spreekt over een schaalvergroting van honderden of duizenden keren. Dat is een uitdaging, want "er zijn meerdere problemen die nog opgelost moeten worden, voordat de technologie op die schaal werkt", legt hij uit.
Ook Google lijkt met de Willow-chip tegen dit probleem te lopen, want het stuk hardware kan op dit moment met maximaal 105 qubits omgaan. Dat is nog lang niet de benodigde schaal die Weidt voorstelt. Willow zou volgens Google wel een goede eerste stap zijn voor het "ontwikkelen van een bruikbare, grootschalige quantumcomputer".
"Het is nog een heel grote stap voordat we de technologie bruikbaar kunnen maken in vergelijking met conventionele computers", zegt Saffman. "Maar het is een stap in de goede richting.
