Delft heeft primeur met berekening op silicium kwantumchip

Onderzoekers van het Delftse QuTech - een samenwerking tussen de TU Delft en TNO - zijn er in geslaagd twee algoritmes uit te voeren op een siliciumgebaseerde kwantumprocessor. Zij publiceerden hun bevindingen afgelopen week in het prestigieuze wetenschappelijk tijdschrift Nature. Tom Watson - hoofdauteur van het artikel - legt uit dat het niet de eerste keer is dat het Deutsch-Josza algoritme en het Grover-search algoritme op een kwantumcomputer werden uitgevoerd. Maar het was wel de eerste keer dat dit op een siliciumgebaseerd platform gebeurde.

Koppeling met klassiek computing

Kwantumtechnologie kan op verschillende platformen worden uitgevoerd. De ogen zijn echter gericht op de ontwikkeling van de kwantumprocessor op een siliciumchip. De reden is dat de kwantumtechnologie daardoor veel makkelijker te koppelen is aan klassieke computertechnologie. Die is immers ook op siliciumchips gebaseerd.

Een tweede voordeel is dat de qubits op een veel kleiner oppervlak zijn te persen, in theorie wel tot miljoenen qubits op een vierkante centimeter. Dat kleine oppervlak veroorzaakt tegelijk ook extra dillema's. "Kleine imperfecties hebben gelijk grote gevolgen", zegt Watson. De ontwikkelingen op dat hardware vlak gaan echter snel, waardoor het lukt om steeds betere qubits te maken. Daardoor wordt het zinvol ook te gaan experimenteren met de programmeerbaarheid.

Meer qubits in een systeem

De twee algoritmes die nu konden worden uitgevoerd zijn pas een klein opstapje naar dat doel, zegt Watson. "We hebben nu twee duidelijke doelen, het reduceren van het aantal fouten van het systeem en het vergroten van het aantal qubits in een systeem. Door een zuiverder vorm van silicium te gebruiken kunnen we de prestaties een ordegrootte verbeteren, weten we uit andere onderzoeken."

Watson verwacht veel van de samenwerking met Intel. Er is al heel veel tijd en geld gestoken in de ontwikkeling van de siliciumchips voor klassieke computing. Daar kan op worden voortgeborduurd voor de ontwikkeling van kwantum siliciumchips. Watson zegt inmiddels al aardig op weg te zijn naar het gebruik van een 5 qubit-systeem. Hij hoopt dat de komende paar jaar te kunnen realiseren als onderdeel van zijn PhD-onderzoek.

QuTech legt uit hoe berekeningen op kwantum siliciumchips werken: