Een deel van het internet ging de afgelopen dagen los op de mogelijkheid dat Google samen met Nasa wellicht 'quantum supremacy' zou hebben bereikt. Dit zijn berekeningen die niet meer praktisch met klassieke computers uit te voeren zijn.
Het gaat om een zogenaamde pre-publicatie, een publicatie die nog niet beoordeeld is door andere wetenschappers. Het document stond tijdelijk openbaar op de Nasa-website, maar is inmiddels verwijderd. De onderzoekspaper getiteld ‘Quantum Supremacy Using a Programmable Superconducting Processor’ was gezien door de Financial Times door een allert van Google Scholar. Het is niet ongebruikelijk dat wetenschappelijke papers al publiekelijk zichtbaar zijn, zoals op de Arxiv-preprint-servers, maar bij echte doorbraken leidt dit wel eens tot ongewild te vroege aandacht van de reguliere media.
De gebruikte quantumcomputer in het artikel zou een Sycamore-systeem zijn en kunnen werken met 54 qubits waarvan 53 beschikbaar. De computer zou in tweehonderd seconden iets 1 miljoen keer hebben kunnen doorrekenen waar een state-of-the–art supercomputer tienduizend jaar over zou moeten doen. De uitgevoerde taak zou verder niet nuttig zijn, maar alleen aantonen dat een quantumcomputer iets echt sneller kan dan een conventionele computer. Daarmee kondigen Nasa en Google de komst van de al lang verwachte quantum supremacy aan.
Quantum supremacy
De term quantum supremacy is bedoeld om aan te geven dat een probleem op een quantumcomputer wel opgelost kan worden en hetzelfde probleem op een klassieke computer praktisch gezien niet opgelost kan worden. Je kunt in dit geval beargumenteren dat een nutteloos algoritme sneller laten oplossen niet valt onder het oplossen van problemen en dat daarmee geen quantum-superioriteit bereikt is.
Een andere term is quantum-voordeel, wat inhoudt dat een quantumcomputer de problemen veel sneller kan oplossen, maar waarbij een klassieke computer nog wel de berekening in een haalbare tijd kan doorrekenen. Tot ongeveer 50 qubits, of quantum bits (waarbij niet alleen een staat van 0 of 1 bestaat, maar ook alle staten daartussen of ‘superpositie’, waardoor alles tegelijk gedaan kan worden), kunnen klassieke computers quantumsystemen simuleren, maar daarboven is dit dus praktisch onmogelijk. Het is daarom lastig om quantum supremacy te bewijzen, want hoe bewijs je iets dat je niet meer kunt controleren?
Betrouwbaar
Experts vinden dat de paper er goed uitziet en dat de resultaten betrouwbaar lijken, Het betekent echter niet dat quantumcomputers in de buurt komen van bruikbare computers die ook daadwerkelijk nuttige berekening kunnen doen, zoals het breken van encryptie. Ronald Hanson van het Delftse QuTech denkt in de Volkskrant dat dat nog minstens tien jaar duurt.
Naast Google en Nasa, zijn ook IBM, Intel en Microsoft druk bezig met het zoeken naar hoe de beste quantumchip te bouwen. In Nederland werken Intel en Microsoft daarvoor samen met de TU Delft en TNO onder de QuTech-vlag.
Omdat quantumchips zeer sterk gekoeld moeten worden om de qubits zo stabiel mogelijk te houden, is het nog lastig een eigen quantumcomputer neer te zetten voor experimenten. Om onderzoekers toch te laten experimenteren, bieden onder andere IBM, Microsoft en Google al de mogelijkheid om op afstand gebruik te maken van hun quantumcomputers.
IBM kondigde ook onlangs een quantumcomputer aan met 53 qubits. Deze computer moet vanaf volgende maand via de cloud beschikbaar zijn voor klanten en onderzoekers.
Wie nu denkt dat het rap zal gaan met de technologie, zal volgens sceptici bedrogen uitkomen: zolang er niet een soort van transistorrevolutie komt voor quantumsystemen, zal het nog lang duren.
