Kwantiteit geen substituut voor kwaliteit bij fotonische kwantumcomputers

Wereldwijd is een race gaande om als eerste de kracht van kwantumcomputers aan te tonen door er een wiskundig probleem mee door te rekenen. Het probleem moet zo worden gekozen dat het makkelijk is voor de kwantumcomputer, terwijl het een gewone computer onevenredig veel tijd kost.

Zo’n probleem is boson sampling, dat gaat over de interferentie van fotonen. Natuurkundige Jelmer Renema heeft nu aangetoond dat er een minimum kwaliteitseis geldt voor de fotonen: als de fotonen niet goed genoeg zijn, dan vervalt het rekenvoordeel dat de kwantumcomputer heeft.

Dit resultaat heeft grote gevolgen voor de pogingen om optische kwantummachines te bouwen. Waar het er eerst op leek dat meer fotonen imperfecties konden compenseren, blijkt dat nu niet te kunnen. Dit betekent dat de experimentatoren die bezig zijn een kwantummachine te bouwen, zich zullen moeten richten op fotonbronnen die fotonen van hoge kwaliteit leveren, in plaats van bronnen die veel fotonen leveren, zoals in de afgelopen jaren de trend was.