Dorine Schenk
De rekenkracht van quantumcomputers neemt snel toe. Drie jaar geleden kwam IBM met een quantumcomputer van vijf qubits. Inmiddels bestaan er quantumcomputers van enkele tientallen tot ruim honderd qubits.
Deze quantumcomputertjes kunnen zich qua rekenkracht nog niet meten met ‘gewone’, klassieke computers. Maar volgens Hartmut Neven, directeur van Google’s Quantum Artificial Intelligence lab, kan dat snel veranderen. In een gesprek met Quanta Magazine stelt hij dat de rekenkracht van quantumcomputers ‘dubbel-exponentieel’ groeit; met de macht tot de macht. Sneller dus dan de exponentiele wet van Moore. Dat zou betekenen dat we niet ver verwijderd zijn van quantum supremacy, waarbij quantumcomputers problemen oplossen die voor klassieke computers onmogelijk zijn.
In het gesprek beschrijft Neven hoe de berekeningen van Google’s beste quantumcomputer in december 2018 nog gereproduceerd konden worden door een gewone laptop. In januari hadden ze een krachtige desktop computer nodig om de berekeningen van hun verbeterede quantumprocessor te repliceren. En in februari waren ze zover dat ze hiervoor rekentijd op Google’s netwerk van servers moesten aanvragen. Dit leidde tot ‘de wet van Neven’, die deze extreme groei beschrijft als dubbel-exponentieel.
Die dubbele exponent ontstaat door twee factoren die beide voor een exponentiele toename van rekenkracht zorgen. De eerste komt door de quantumeigenschap dat een qubit twee waarden tegelijkertijd aanneemt. Daardoor bevatten vier qubits net zoveel rekenkracht als zestien gewone bits. Als het aantal qubits toeneemt neemt de rekenkracht dus exponentieel toe. Daarnaast worden de quantumprocessoren (van Google) exponentieel beter, zegt Neven. Samen zorgt dat voor de dubbele exponentiele toename.
Niet iedereen is overtuigd van deze snelle groei. ‘Ik ben sceptisch,’ mailt hoogleraar Erik Bakkers van de TU/e. ‘Vanwege de foutencorrectie die de huidige qubits nodig hebben, zijn er veel overhead-qubits nodig voor één functionele qubit.’ Al die qubits moeten extreem ver afgekoeld (<10 mK) en aan elkaar gekoppeld worden om ermee te kunnen werken. Daar zijn nu nog te veel overhead-qubits voor nodig.
‘Ik heb hierover gesproken met mensen van IBM, het bedrijf dat het langst met quantum computing bezig is,’ vervolgt Bakkers. ‘Zij rekenen erop dat het nog zeker tien jaar duurt tot quantum supremacy bereikt wordt.
