FAQ: Kwantumcomputer · 9 februari 2011
Drie halen, twee betalen? Voorlopig geldt dat niet voor de kwantumcomputer. Maar in ‘Delft’ hebben ze de qubit in de aanbieding.
Gepubliceerd in de Digitaal Bestuur-rubriek FAQ. Vakjargon voor dummies!
Niet alle ontwikkelingen gaan supersnel in computerland. Het idee dateert uit 1981, maar de eerste werkende kwantumcomputer laat nog jaren op zich wachten. De kwantumcomputer gaat voorbij de grenzen die de natuurwetten stellen aan de evolutie van de ‘gewone’ computer.
De wetten van de quantummechanica staan toe dat twee elementaire deeltjes op afstand dezelfde toestand kennen (‘verstrengeling’) en dat deeltjes alle mogelijke waardes tegelijkertijd kunnen aannemen (‘superpositie’).
De qubit (quantum-bit) is de crux van de kwantumcomputer. In een gebruikelijke processor is een bit 1 of 0. Een qubit kan 1 én 0 tegelijk zijn, of bijvoorbeeld 30 procent 1 en 70 procent nul. Erg abstract natuurlijk, maar het betekent dat de capaciteit exponentieel toeneemt. Een hypothetische kwantumcomputer kan berekeningen uitvoeren die op een gewone computer langer duren dat de bestaansduur van het universum. Daar kun je aardige computerspelletjes bij bedenken.
Bij de TU Delft hebben ze alle bouwstenen de afgelopen jaren gerealiseerd. De Delftse qubit is een rond zijn as tollende, geïsoleerde elektron opgesloten in een kwantumdoosje van enkele nanometers groot, met de tweede elektron in een doosje ernaast. De draairichting (‘spin’) bepaalt de waarde 0 en/of 1. Delft is er de afgelopen maanden in geslaagd om de spin met een elektrisch veld te manipuleren waardoor toepassing op een chip weer een stap dichterbij is.
Er liggen echter nog wat obstakels: de experimentele modellen bevatten maar enkele qubits, de kwantumtoestand is instabiel en er moet en passant nog een nieuwe wiskunde voor ontwikkeld worden.
* * *