Stel je voor dat je probeert te rekenen op een calculator die bij elke som een ander willekeurig getal geeft. Dat is precies de frustratie waar wetenschappers dagelijks mee kampen in de wereld van quantumcomputing. Hoewel de belofte groots is, struikelen deze futuristische machines over hun eigen gevoeligheid. Eén kleine rimpeling in de omgeving en je berekening is waardeloos.

Ik heb deze race naar de perfecte quantumcomputer de afgelopen tijd gevolgd en het valt op: we zijn eindelijk het punt voorbij van "hopelijk werkt het ooit". Onderzoekers hebben een manier gevonden om die irritante fouten aan te pakken zonder dat we daar een hele voetbalstadion aan hardware voor nodig hebben. Het geheim zit hem in een slimme combinatie van onderdelen die we tot nu toe over het hoofd zagen.

De zwakke plek in het quantumbrein

In een gewone laptop, zoals de MacBook die je misschien bij de Coolblue hebt gekocht, worden fouten hersteld door simpelweg informatie te kopiëren. Maar in de quantumwereld mag dat niet; de wetten van de fysica verbieden het kopiëren van quantum-informatie. Foutcorrectie lijkt hier op het proberen vast te houden van water met je blote handen.

Om dit op te lossen, gebruiken wetenschappers zogenaamde "logische qubits". Dit is wat je moet weten over de nieuwe aanpak:

  • Geen overdaad meer: Voorheen dachten we dat we duizenden fysieke qubits nodig hadden voor één stabiele berekening.
  • De resonator-truc: Een team in China liet zien dat slechts twee qubits en een piepkleine resonator al een "zelfcorrigerende" eenheid kunnen vormen.
  • Actieve signalering: De nieuwe systemen geven nu zélf aan wanneer er iets misgaat, in plaats van dat we achteraf moeten raden waarom de uitkomst niet klopt.

Een regenjas onder de paraplu

Het meest interessante vind ik de methode van Arian Vezvaee. Hij vergelijkt zijn techniek met het dragen van een regenjas onder een paraplu. Het grootste probleem is namelijk dat qubits die "niets doen", hun kracht verliezen. Stilstand is in de quantumwereld letterlijk achteruitgang.

De "elektromagnetische kick"

Door qubits die even niet worden gebruikt een "trap" te geven met elektromagnetische straling, blijven ze in hun actieve quantumstaat. Het is een beetje zoals een kop sterke koffie voor een vermoeide werknemer; het houdt ze scherp op de momenten dat het telt. Dit zorgt voor de meest betrouwbare verbindingen tussen quibits die we tot nu toe hebben gezien.

Wat betekent dit voor jou?

Je zult morgen nog geen quantum-chip in je smartphone vinden, maar we naderen een doorbraak in complexe medicijnen en energiezuinige materialen. Bij de TU Delft en andere kenniscentra in Nederland wordt hard gewerkt aan deze infrastructuur. We bouwen nu de fundering van een computer die berekeningen kan doen waar onze huidige supercomputers miljarden jaren over zouden doen.

We zitten nu in de fase waarin alle puzzelstukjes van foutcorrectie eindelijk in elkaar vallen. De foutmarge is bij sommige experimenten al gezakt naar één op een miljoen. Dat is nog niet perfect, maar het is wel het verschil tussen een onbruikbaar experiment en een revolutie.

Denk jij dat we de komende vijf jaar de vruchten gaan plukken van deze technologie, of blijft het een speeltje voor universiteiten? Ik ben benieuwd naar jouw mening in de reacties!