Zestien qubits lossen een sudoku op

In 2008 komt de eerste quantumcomputer op de markt, beweert een Canadese firma. Veel kan hij dan nog niet, en zelfs aan dat weinige wordt nu getwijfeld.

Margriet van der Heijden

De quantumcomputer? Het duurt nog zeker twintig jaar eer er een werkend exemplaar is. Dat is de heersende mening onder quantumexperts.

Maar het Canadese D-wave heeft daaraan geen boodschap. Vorige week belegde het bedrijf van de 34-jarige fysicus Geordie Rose een persconferentie in Silicon Valley, in de Amerikaanse staat Californië. Het nieuws: in 2008 brengt D-wave de eerste quantumcomputer op de markt onder de naam Orion.

Dat is dan, zegt ook D-Wave zelf, een langzame computer met beperkte mogelijkheden. Maar tegelijk zou de Orion in het onderzoek naar quantumcomputers een reusachtige stap vooruit betekenen.

Als de claim klopt, tenminste. „Want helaas komt D-Wave niet los met een echte beschrijving en met echte meetresultaten”, reageert per e-mail prof. dr. Hans Mooij, die bij het Kavli Institute of Nanoscience in Delft veel onderzoek heeft gedaan naar de bouwstenen van quantumcomputers.

Die bouwstenen zijn zogeheten qubits, het quantummechanisch equivalent van de bits uit een gewone computer. Met dat verschil dat gewone bits nul zijn of één, terwijl qubits nul en één tegelijk kunnen zijn. En juist die door de quantummechanica gedicteerde eigenschap zorgt ervoor dat qubits, als er meer aan elkaar gekoppeld zijn, tegelijkertijd – ‘parallel’ in informaticatermen – meerdere berekeningen kunnen uitvoeren.

De qubits die D-wave gebruikt zijn van hetzelfde type als die waaraan Mooij heeft gewerkt en werkt. Het zijn minuscule ringetjes van supergeleidend materiaal waar een elektrische stroom in twee richtingen doorheen kan lopen. Met de klok mee (bit = 1), tegen de klok in (bit = 0) en dus ook dat allebei tegelijk.

„Maar waar het veld, waaronder wij in Delft, net met moeite twee supergeleidende qubits goed kan beheersen”, zegt Mooij, „komt D-Wave nu plotseling, als een duveltje uit een doosje, met een claim van 16 werkende qubits.”

Om die claim kracht bij te zetten, stuurden technici van D-wave vanuit Californië met een laptop een eenvoudig prototype aan van de 16-bits-quantumcomputer bij het bedrijf in Canada. Zo lieten zij dit prototype naar eigen zeggen een aantal problemen oplossen van het type waarin juist quantumcomputers zo bedreven zouden zijn. Het invullen van een sudoku bijvoorbeeld. En het maken van een tafelschikking tijdens een bruidsmaal, gegeven bepaalde relaties tussen de gasten.

Gewone computers lossen zulke zaken nog altijd veel sneller op. Maar als het aantal bruidsgasten of vakjes in een sudoku verveelvoudigd wordt, zou een quantumcomputer met een paar duizend qubits ineens superieur zijn aan zelfs een supercomputer, die zulke problemen niet binnen een aanvaardbare tijd kan oplossen.

Alleen staat een enorm obstakel dit nog in de weg, namelijk het weglekken van informatie uit de qubits. De Franse quantumfysicus Michel Dyakonov sprak vorig jaar zelfs de vrees uit dat een quantumcomputer daardoor, net als een perpetuum mobile, uiteindelijk alleen maar een droom blijft.

Het optimistische D-wave stelt daar nu een recent bedachte techniek, adiabatische quantum computing (AQC), tegenover, die (in elk geval dus op de schaal van zestien qubits) een uitweg zou bieden. „Maar of AQC een echt bruikbare universele quantumcomputer oplevert is in het algemeen nog niet duidelijk”, aldus Mooij. En het is niet bewezen dat AQC überhaupt werkt met dit type qubits.

Ook collega’s elders reageren vrijwel uitsluitend sceptisch. In de Britse krant The Guardian vergeleek quantumfysicus Andrew Steane uit Oxford de persconferentie met het circus destijds rond koude kernfusie – achteraf ook alleen maar een canard.

„Het zure is dan wel dat D-wave door zijn over-selling ook de reputatie van serieuze onderzoekers kan beschadigen”, vindt Mooij. Op de website van D-Wave zoekt het bedrijf, dat over twintig miljoen dollar durfkapitaal beschikt, nog nieuwe commerciële partners.

    • Margriet van der Heijden