Race om de snelste te hebben: Europa moet achtervolgen in wedloop naar quantumcomputer

Vandaag spreken de hoofdrolspelers in Brussel over de aanpak van het Europese quantumavontuur. In februari begint de eerste ronde van het zogeheten Flagship-programma voor quantumtechnologie, in totaal een miljard euro voor de komende drie jaar. Intussen draaien in Amerika de eerste echte quantumcomputers al. Vraag is of Europa het wiel nog eens moet willen uitvinden.

Quantumcomputers zijn de rekenmachines van de toekomst, die met bijna onbegrensde rekenkracht vraagstukken kunnen kraken, van de cryptografie tot het geneesmiddelenonderzoek. Anders dan digitale computers werken ze op basis van nieuwe quantumchips, waarin gewone bits zijn vervangen voor qubits, die tegelijk 1 en 0 kunnen zijn. De laatste jaren wordt 50 van zulke qubits als het begin van het echte quantumtijdperk beschouwd.

Krijgsraad

Het is krijgsraad, geen crisisberaad, zegt een betrokkene over de bijeenkomst in Brussel. Maar vooral de razendsnelle en nadrukkelijke vorderingen van Amerikaanse techgiganten als IBM en Google zullen de toon voor de gesprekken zetten, vermoedt hij ook. IBM maakte begin november bekend een quantumcomputer met 20 qubits te hebben, waar commerciële partijen via internet op kunnen inloggen; eerder mochten belangstellenden al een kleinere versie uitproberen via een webinterface.

Een 50 qubit-computer wordt al getest in het IBM-lab, aldus de techgigant, die er foto’s van verspreidt. Concurrent Google meldde dat het in december ook een systeem met 50 qubits gaat presenteren.

"Het is een beetje een woordenstrijd geworden", zegt de Delftse hoogleraar quantumfysica Ronald Hanson van onderzoeksinstituut QuTech. "Het gaat meer om wat je in je pr durft te zeggen dan om de harde wetenschap." Maar hij erkent dat er forse druk is vanuit Amerika. De Amerikaanse chipmaker Intel is partner met QuTech, en heeft net met Delftse technologie een 17 qubit-quantumchip gebouwd, om in elk geval zichtbaar te blijven in de race.

Volgens Hanson is de quantumwedloop echter nog zeker niet gelopen. Alle berekeningen die laten zien dat voor een interessante quantumcomputer minimaal 50 qubits nodig zijn, gaan uit van ideale omstandigheden. In werkelijkheid, zegt de Delftse hoogleraar, zijn de meeste quantumsystemen zeer gevoelig voor trillingen en warmte. In de praktijk zullen ze niet zonder interne controle en foutcorrecties kunnen werken. In de systemen van IBM en Google is dat allemaal niet ingebouwd. Juist daarin, en in quantumsoftware, kan Europa veel gaan betekenen, denkt Hanson.

Samenwerking

Het wetenschappelijke Flagship-programma wordt onder meer geleid door de Nederlandse fysicus Wim van Saarloos, die ook vicepresident van de KNAW is. In de discussies in Brussel zal onder meer ter sprake komen dat de quantumtechnologie misschien te groot is voor een wedloop tussen de VS en Europa. Samenwerking zou meer voor de hand liggen, zei een betrokkene onlangs in Nature.

Samen met Microsoft werkt QuTech in Delft aan een alternatieve qubit, die van nature veel minder storingsgevoelig kan zijn. De ontwikkeling van zulke topologische quantumbits is nog volop onderzoek. Qutech zal meedingen naar een deel van de gelden uit het Flaship-programma van de EU.

++++++++

Wat is een quantumcomputer?

Een quantumcomputer is in staat om tegelijkertijd astronomisch veel berekeningen uit te voeren, waardoor rekenwerk mogelijk wordt dat op gewone computers onbegonnen werk zou zijn. Daarbij wordt gebruikgemaakt van de vaagheid van de quantumwereld, waar bits zowel 1 als 0 kunnen zijn. Op papier is een samenspel van 50 van zulke qubits genoeg om sneller te rekenen dan de beste supercomputer, zogenoemde quantumsuprematie.