Nieuw chipontwerp brengt kwantumcomputers een flinke stap dichterbij

De chip bestaat uit dezelfde materialen als de chips die grote fabrikanten als Qualcomm vandaag al produceren. Dat brengt ons ineens heel wat dichter bij het bouwen van de allereerste kwantumcomputer.

Kwantumcomputers baseren zich niet op bits voor hun berekeningen, maar op zogeheten qubits. Je kan ze gebruiken om in enkele dagen of zelfs uren tijd vraagstukken op te lossen waar de beste supercomputer vandaag miljoenen jaren voor nodig heeft. Je moet dan wel een chip hebben die miljoenen van die kwantumbits tegelijk kan aansturen.

Vooralsnog slagen chipbouwers er niet in om qubits in zulke aantallen op hun architectuur te huisvesten. Daardoor blijft de infrastructuur die je nodig hebt om een kwantumcomputer te bouwen te groot en te duur.  

De onderzoekers denken een manier te hebben gevonden om qubits wel in grote aantallen op een kleine chip te krijgen. Ze gebruiken dezelfde transistors als die in ‘gewone’ computers. Twee jaar geleden al demonstreerden ze hoe ze die transistors kunnen converteren naar qubits. Nu schreven ze een protocol uit waarmee ze interacties en berekeningen tussen qubits onderling kunnen aansturen.

De kleinste fout bij die berekeningen kan leiden tot een verkeerde uitkomst. Om dat te voorkomen, ontwierpen de onderzoekers een veiligheidscode, die vereist dat een enkel kruimeltje informatie door meerdere qubits (en dus niet een) wordt opgeslagen.

Het ontwerp is het eerste dat qubits én de elektronica om ze aan te sturen op een chip integreert. Het is ineens het eerste ontwerp dat chipbouwers met beschikbare materialen kunnen uitwerken. Daarmee doen de onderzoekers een eerste realistische gooi doet naar de basis van een kwantumcomputer.   

De onderzoekers, werkzaam aan de University of New South Wales in Australië, ontvangen een beurs van 54 miljoen euro om de chip uit te werken. Tegen 2022 willen ze een prototype van een siliciumcircuit klaarhebben.