Je hoort er misschien niet dagelijks over, maar de ontwikkelingen rondom de quantumcomputer staan zeker niet stil. Sterker nog, de verwachtingen zijn hoog gespannen. Zo moet quantumcomputing sneller oplossingen bieden voor complexe problemen op het gebied van bijvoorbeeld klimaatverandering, chemische technologie, farmaceutisch onderzoek, financiën en lucht- en ruimtevaart. De technologie heeft de potentie om verschillende industrieën te transformeren. En laat Nederland nou een van de koplopers zijn als het gaat over quantumcomputing.
Link magazine december/januari 2023/2024: Vertrouwen in de keten, niet alleen voor relaties tussen bedrijven; ook tussen afdelingen binnen een organisaties. Lees Link magazine digitaal of vraag een exemplaar op bij mireille.vanginkel@linkmagazine.nl
Maar eenvoudig is het allerminst. En dit is waarom. Quantumcomputers zijn gebaseerd op quantumbits, ook wel qubits genaamd. Qubits zijn extreem kwetsbaar, want elke externe interactie kan dataverlies veroorzaken. Daarnaast moeten qubits bij zeer lage temperaturen werken om ruis te minimaliseren. Er bestaan op dit moment quantumsystemen met tientallen of honderden qubits, maar om commerciële relevantie van quantumcomputers te realiseren, is het noodzakelijk om op te schalen naar meer dan een miljoen qubits. Daarvoor zullen eerst diverse uitdagingen moeten worden overwonnen, zoals de genoemde kwetsbaarheid van qubits maar ook het creëren van programmeertalen op een hoger niveau. Voor het verbeteren van de kwaliteit en kwantiteit van qubits zijn schonere materialen en efficiëntere en geavanceerdere interconnectietechnologie nodig dan wat er vandaag de dag beschikbaar is.
Binnen QuTech delen de TU Delft en TNO expertise, menskracht en faciliteiten met Intel, waardoor ze baanbrekende resultaten boeken. In 2021 ontwierpen en testten onderzoekers en technici van QuTech en Intel samen een cryogene chip. Deze Horse Ridge-onderzoekschip van Intel kan qubits besturen die werken bij extreem lage temperaturen. De samenwerking die deze zomer een nieuw vervolg kreeg, zal zich nu met name richten op onderzoek aan cryo-CMOS-technologie op de geavanceerde verwerkingstechnologie van Intel. Hoewel quantumsystemen efficiënter zijn en beter presteren bij bepaalde problemen, is er veel rekenkracht nodig om ze te ontwerpen, te modelleren en te gebruiken. Deze systemen zullen conventionele computers niet volledig vervangen, maar naast supercomputers werken in een hybride quantum/klassiek model.
Ondanks alle technische uitdagingen is de toekomst van quantumcomputing veelbelovend. De samenwerking tussen de wetenschap en het bedrijfsleven is zeker de drijvende kracht achter de vooruitgang op dit gebied. Toch wordt geschat dat grootschalige implementatie – die commerciële waarde voor gebruikers oplevert – pas over 10 tot 15 jaar zal plaatsvinden. Want voordat we daar zijn, is er nog een aantal hindernissen te nemen en daarvoor zijn samenwerking en interdisciplinair onderzoek van essentieel belang om het volledige potentieel van deze innovatieve technologie te benutten.
James Clarke is directeur Quantum Hardware bij Intel Labs.
