Kwantumcomputers: slechts een theorie of toch werkelijkheid?

Kwantumcomputers: slechts een theorie of toch werkelijkheid?

Kwantumcomputers, het klinkt bijna net zo mysterieus als het in werkelijkheid is. Er zijn maar weinig mensen die echt weten wat een kwantumcomputer of kwantumfysica precies inhoudt en zelfs voor de mensen die het wel weten zijn er nog veel onduidelijkheden.

En hoewel er regelmatig wordt beweerd dat een doorbraak op het gebied van de kwantumcomputer de hele computerwereld op zijn kop zal zetten, heeft eigenlijk niemand een idee wat we nou precies met kwantumcomputers kunnen of wanneer die doorbraak eindelijk eens zal komen. Het zou morgen kunnen zijn, maar voor hetzelfde geld kan het nog tientallen jaren duren of zelfs nooit gebeuren.

De kwantumcomputer

Als we alle berichten in de media moeten geloven zal de kwantumcomputer uiteindelijk de plek van de traditionele computer overnemen. Dat komt onder andere omdat de chips in een traditionele computer op een gegeven moment niet meer kleiner gemaakt kunnen worden, waardoor het boeken van snelheidswinst steeds moeilijker wordt. Met kwantumcomputers kan dit wel, en daarnaast wordt er gebruik gemaakt van qubits, die in tegenstelling tot ‘normale’ bits niet slechts één waarde (0 of 1) kunnen hebben.

Qubits

schrodingers-catHet idee achter de qubit werd in 1935 al eens beschreven door de Oostenrijkse natuurkundige Erwin Schrödinger die een verhaaltje vertelde over een kat die in een doos met giftig gas wordt gestopt. Omdat de kat levend in de doos werd geplaatst, is de kat zowel levend als dood tot er bewezen wordt dat de kat ofwel levend, ofwel dood is.

Zo heeft de qubit ook tegelijkertijd de waarde 0 en 1 tot de waarde daadwerkelijk wordt uitgelezen. Volgens de theorieën die beschrijven dat kwantumcomputers de toekomst zijn, kunnen berekeningen op kwantumcomputers veel sneller worden uitgevoerd doordat qubits zowel 0 en 1 zijn; waar er voor een getal met 8 bits 28 berekeningen nodig zijn om alle cijfers uit te rekenen, is er bij het gebruik van qubit slechts 1 berekening nodig.

D-Wave

Of die theorieën ook werkelijkheid zullen worden is nog niet duidelijk. Hoewel qubits namelijk veel antwoorden tegelijkertijd kunnen geven, is het vinden van het juiste antwoord vaak wel een probleem. Om dat op te lossen worden vele miljoenen of zelfs miljarden geïnvesteerd in kwantumcomputers. Het Canadese bedrijf D-Wave heeft inmiddels zelfs als eerste bedrijf een echte kwantumcomputer op de markt gebracht.

Uit de eerste tests die met de nieuwe kwantumcomputer zijn gedaan bleek dat de computer bepaalde taken duizenden keren sneller kon oplossen dan een traditionele computer. Nadat wetenschappers de testmethode hadden bekeken en betere software voor traditionele computers hadden ontwikkeld werd het verschil echter al snel een stuk kleiner en nam de kritiek toe.

Er ontstonden bovendien geruchten dat het niet om een echte kwantumcomputer zou gaan, maar slechts om een simulatie die op een traditionele computer werd gedraaid. Uit onderzoek van de universiteit van Zuid-Californië blijkt echter dat de kans groot is dat het wel degelijk om een echte kwantumcomputer gaat.

Het lijkt er alleen op dat we nog steeds niet precies weten hoe we de nieuwe mogelijkheden die qubits bieden optimaal kunnen gebruiken en of kwantumcomputers überhaupt sneller kunnen zijn dan traditionele computers. Want dat kwantumcomputers een realiteit zijn lijkt inmiddels wel duidelijk, maar of ze ook daadwerkelijk de traditionele computer zullen vervangen? Dat is een vraag die eenvoudiger te beantwoorden is in qubits, ja en nee.