Quantinuum toont nieuwste versie kwantumcomputer

Helios, de kwantumcomputer van Quantinuum, heeft een berekening uitgevoerd die de snelste klassieke supercomputers ter wereld niet kunnen nabootsen. Het wordt al gebruikt voor nuttige toepassingen, maar is nog niet klaar om de markt te bestormen.

Quantinuum heeft de nieuwste versie van zijn kwantumcomputer getoond. De machine heet Helios en is uitgerust met 98 qubits. De qubits zijn in dit geval geladen bariumatomen, oftewel ionen, die met elektrische velden zwevend op hun plek worden gehouden in een vacuüm in een zogeheten “ionenval”. De toestand 0 of 1 zit verstopt in een eigenschap van zo’n atoom en met nauwkeurige laserstralen kunnen de onderzoekers die toestand uitlezen en bewerken.

6, 20, 56, 98

Wat Helios vooral bijzonder maakt, is de betrouwbaarheid. Bij Helios gaat een bewerking met twee qubits gemiddeld in minder dan één op de duizend gevallen mis. Het apparaat heeft daarmee een fidelity van 99,92 procent. Bewerkingen met één qubit zijn zelfs nog veel betrouwbaarder.

Daarnaast heeft Helios een all-to-all connectivity: elke qubit kan met elke andere samenwerken. De machine werkt daarin vergelijkbaar aan een ‘reguliere’ computer, met aparte plekken voor geheugen en rekenwerk. Vijf jaar geleden had de eerste versie van deze technologie zes qubits; daarna werden het er 20, 56 en nu zijn het er 98.

Om te bewijzen dat de machine echt voorbij het klassieke rekenen reikt, gebruikten de onderzoekers een test die random circuit sampling heet. Ze lieten daarbij de kwantumcomputer een lange reeks willekeurige bewerkingen uitvoeren en bekeken welke uitkomsten eruit komen. Dit soort taken is voor gewone computers moordend zwaar om na te rekenen. Volgens de onderzoekers zou een klassieke supercomputer er ‘astronomisch veel tijd en energie voor nodig hebben’ om Helios bij te benen.

Gegarandeerd willekeurig

Zo’n test bewijst echter vooral dat de machine iets kan wat moeilijk na te bootsen is. Het is geen nuttige toepassing op zich. En 98 qubits is, hoe knap ook, nog ver van de vele duizenden foutgecorrigeerde qubits die nodig zijn voor de grote beloften die makers van kwantumcomputers maken. Uiteindelijk moeten de machines nieuwe materialen en medicijnen ontwerpen. Toch wordt Helios volgens zijn makers al gebruikt voor nuttige toepassingen, zoals de generatie van gegarandeerd willekeurige getallen.