Noah Korevaar Tablets, Laptops & Computers 24 sep 2019, 12:36

Leestijd: 4 minuten

Nieuw tijdperk breekt aan: Google boekt doorbraak met quantum-computer

De telefoon in jouw broekzak is krachtiger dan de militaire supercomputers van vijftig jaar geleden die een complete kamer innamen. De technologie is in korte tijd krachtiger en vooral kleiner geworden: transistors, de bouwblokjes van computers, zijn bijna even klein als een atoom.

De toekomst van computers

Hoe nu verder? We zijn anno 2019 nog steeds de computers van decennia terug aan het doorontwikkelen. Het blijven in de basis zeer geavanceerde rekenmachines. De volgende grote stap vergt een geheel nieuwe strategie. Een nieuwe manier van computers bouwen. Het wordt al jaren gezien als de ‘heilige graal’ van de technologie: quantum-computers.

Dergelijke stappen moeten ook wel gezet worden: uit onderzoek blijkt dat we in 2040 niet meer genoeg energie hebben om alle computers wereldwijd te laten draaien. Efficiëntie is dus essentieel. Quantum-computers zijn geen doorontwikkeling van de computer die jij en ik gebruiken, maar een compleet nieuwe benadering. Een benadering die ervoor moet gaan zorgen dat we taken uit kunnen voeren die met klassieke computers niet mogelijk zijn.

De quantum-computer

Een klassieke computer maakt gebruik van bits, 0 en 1. Zie het als een aan- en uitknop. Computers kunnen onder de motorkap op dit moment maar één ding tegelijkertijd, waardoor het uitvoeren van taken langer duurt als het complex is. Daardoor vormt de huidige technologie uiteindelijk een beperking. Transistors kunnen niet veel kleiner, en het efficiëntie-niveau zal in de toekomst niet meer voldoen.

Quantum-computers gebruiken qubits. Je kunt bits en qubits vergelijken door je een bol voor te stellen. Bits kunnen één van de twee polen zijn, maar qubits kunnen op elk punt van de bol bestaan. Daardoor kan een quantum-computer veel meer informatie opslaan dan een klassieke computer, waarbij ook nog eens veel minder energie wordt verbruikt. Je kunt het zo zien: waar klassieke computers in wit en zwart denken, beslaat een quantum-computer duizenden tinten grijs.

Uiteindelijk zullen we terecht komen in een tijdperk waarin computers niet meer beperkt worden door de traditionele wetten van de natuurkunde. Processors zouden in theorie een miljoen keer zo krachtig kunnen worden. Dat levert mogelijkheden op die we ons anno 2019 niet voor kunnen stellen. Van wetenschappelijk onderzoek en kunstmatige intelligentie tot gaming: de stap zou gigantisch zijn.

Klein probleempje: quantum-computers zijn ongelooflijk complex. Al jaren proberen alle grote techpartijen de potentie van quantum-computers te benutten, de belofte waar te maken.

Begin van een nieuw tijdperk?

Wellicht is het begin van dat nieuwe tijdperk nu aangebroken. Google beweert namelijk als eerste het zogenaamde ‘quantum supremacy’ te hebben bereikt. Oftewel, quantumsuperioriteit. Dat houdt in dat een quantum-computer een taak uitvoert die gewone computers niet kunnen. De zoekgigant beweert dat zijn prototype quantum-computer dat voor het eerst voor elkaar heeft gekregen.

Het nieuws is voorlopig nog in nevelen gehuld. De doorbraak is niet door de zoekgigant zelf bekendgemaakt, maar stond kortstondig op een server van NASA. Direct erna werd het document snel verwijderd. Google heeft zelf nog niet op het gelekte nieuws gereageerd.

Het document gaat over Google’s quantum-computer, Sycamore. De computer bestaat uit 54 supergeleidende qubits. De doorbraak is beschreven door John Martinis van de Universiteit van Californië. Het was al algemeen bekend dat hij met de zoekgigant samenwerkt in de race richting de quantumsuperioriteit.

‘De dramatische versnelling ten opzichte van alle klassieke algoritmes die reeds bekend zijn biedt een experimentele realisatie van quantumsuprematie’, valt in het document te lezen. De conclusie is duidelijk: Sycamore heeft quantumsuperioriteit bereikt. Dat het document op servers van NASA te vinden was, is ook niet zo vreemd. Google kondigde in 2018 al een samenwerking aan.

Van 10.000 jaar naar 3 minuten en 20 seconden

Maar wat heeft de quantum-computer dan voor elkaar gekregen? Het document beschrijft een willekeurige kanssteekproef. Dat komt erop neer dat de computer moet gaan uitrekenen of een reeks getallen daadwerkelijk willekeurig is verdeeld. Dat is voor klassieke computers een erg pittige klus, zeker als het om een lange reeks getallen gaat.

Sterker nog, volgens de onderzoeker zou het ‘s werelds snelste supercomputer 10.000 jaar kosten. Sycamore deed er slechts 3 minuten en 20 seconden over.

Een fantastische doorbraak, mits Google het officieel maakt. Het betekent echter niet dat je volgende week een quantum-computer zult kunnen aanschaffen. Dit is een specifieke test, een experiment. De doorbraak wijst er echter wel op dat de zoekgigant de heilige graal binnen handbereik heeft.

De technologie werkt, en zou in de computer dus ook op onder andere kunstmatige intelligentie en wetenschap toegepast kunnen worden. Alleen al het berekenen van complexe modellen zal opeens duizenden malen sneller gaan.

In de eerste instantie zullen grote bedrijven er mee aan de slag gaan, zoals het ook begon met de allereerste computers. De technologie zal nog lang doorontwikkeld moeten worden voor het betaalbaar is voor de doorsnee consument. Een ding is echter duidelijk: een stukje science-fiction is opeens een stuk dichterbij gekomen.

The Verge