#量子 computing krijgt misschien wel een enorme boost — en wel zo
Laat me je wat vertellen over wat er recentelijk gebeurd is in de wereld van quantum computing. En eerlijk? Dit is behoorlijk veelbelovend.
Het probleem met quantumcomputers
Quantumcomputers zijn ontzettend kwetsbaar. Zo'n beetje het tegenovergestelde van je telefoon of laptop dus. Waar traditionele computers gewoon bits gebruiken (enen en nullen), werken quantumcomputers met qubits. En die qubits? Die zijn，快点说，uiterst gevoelig voor storingen.
Om die instabiliteit te tackelen, verspreiden wetenschappers de informatie over heel veel qubits tegelijk. Je kunt het zien als een beschermende wolk rond je data. Slim bedacht, maar hier komt het lastige deel.
Wil je daadwerkelijk iets nutvols doen met die beschermde informatie? Dan loop je tegen een flinke muur aan. Er is een bewerking nodig die "magic state distillation" heet — en die slurpt enorm veel rekenkracht en energie. Eigenlijk alsof je bij elke berekening eerst door een peperdure tolpoort moet rijden.
De oplossing: een heel andere aanpak
Onderzoekers van de University of Chicago, Harvard, Stony Brook en Quantinuum hebben nu een publicatie in Nature op hun naam staan die misschien wel een doorbraak is.
In plaats van die dure magic states te gebruiken, toonden ze aan dat iets genaamd niet-Abelse anyons het werk een stuk efficiënter kunnen doen.
En hier wordt het echt fascinerend.
Deze anyons zijn geen deeltjes die je gewoon in de natuur tegenkomt. Wetenschappers creëren ze door enorme hoeveelheden qubits met elkaar te verweven tot een speciale collectieve toestand. Wat je dan krijgt? Iets dat zich gedraagt als een heel nieuw type deeltje — met zijn eigen vreemde regels.
Ruben Verresen van Harvard, een van de auteurs, verwoordde het zo: "Ik denk bij deze codes dat ze kleine universums creëren — alternatieve universums, maar dan wel universums die sommige eigenschappen van ons eigen universum weerspiegelen."
Ja, je leest het goed. We maken letterlijk pocket universes aan binnen quantumcircuits.
Waarom werkte dit eerder niet?
Het team probeerde vorig jaar al een vergelijkbare aanpak, maar dan met D4-symmetrie (denk aan de draaiingen en spiegelingen die een vierkant onveranderd laten). Ze wisten de anyons te maken en te verplaatsen — dat proces heet "braiden". Maar alleen dat was niet genoeg. Hun kleine quantum-universum kon niet elke soort berekening aan.
Voor het nieuwe onderzoek schakelden ze over naar S3-symmetrie (de bewegingen die een gelijkzijdige driehoek onveranderd laten) en combineerden ze braiden met fusion — waarbij je twee anyons samenbrengt en meet wat eruit komt. Die combinatie gaf precies de rekenkracht die ze nodig hadden.
Waarom is dit belangrijk voor jou?
De onderzoekers toonden aan dat hun systeem een "universele gate set" kan maken. In gewoon Nederlands: hun opzet kan in theorie elke willekeurige quantumcomputatie uitvoeren. Beweeg deze opkomende deeltjes op de juiste manier, en je kunt alles doen wat een quantumcomputer kan.
Het meest viel me op dat deze aanpak quantum computing een stuk praktischer kan maken. Geen dure magic state-voorbereiding meer nodig. Henrik Dreyer van Quantinuum noemde niet-Abelse codes een "dark horse" in de race voor quantumfoutcorrectie — een underdog die wel eens voor een flinke verrassing zou kunnen zorgen.
We zijn ongetwijfeld nog jaren verwijderd van praktische toepassingen. Maar dit voelt als zo'n onderzoeksdoorbraak die het verdere pad flink kan veranderen. Soms liggen de beste oplossingen niet voor de hand — soms moet je gewoon je eigen universum bouwen om ze te vinden.
Bron: ScienceDaily