Canada leidt de weg naar een kwantumtoekomst

Het Canadese bedrijf D-Wave is een stap dichter bij het bewijzen van de validiteit van hun kwantumcomputer D-Wave Two. De resultaten van een experiment dat tekenen van kwantumactiviteit in de computer vertoont, zijn onlangs gepubliceerd in Physical Review X, een collegiaal getoetst tijdschrift.

Maar wat is een kwantumcomputer?

Een kwantumcomputer gehoorzaamt de wetten van de kwantumfysica, dat wil zeggen natuurkunde op een heel klein niveau. Kleine deeltjes gedragen zich heel anders dan de alledaagse objecten die we kunnen zien. Dit geeft ze voordelen ten opzichte van standaardcomputers, die de wetten van de klassieke natuurkunde gehoorzamen.

Je laptop verwerkt informatie bijvoorbeeld als bits: opeenvolgende nullen of enen. Kwantumcomputers gebruiken qubits die, dankzij een kwantumgebeurtenis die 'superpositie' wordt genoemd, nullen, enen of beide tegelijk kunnen zijn. Omdat de computer alle mogelijke opties tegelijk kan verwerken, is hij veel sneller dan je laptop ooit zou kunnen zijn.

De voordelen van deze snelheid worden duidelijk bij het oplossen van complexe wiskundige problemen waarbij er te veel gegevens zijn om met conventionele systemen te doorzoeken.

Kwantumcritici

Het in British Columbia gevestigde bedrijf heeft zijn computers sinds 2011 verkocht aan Lockheed Martin, Google en NASA. Deze grote aandacht heeft sceptici er niet van weerhouden om de beweringen van het bedrijf te bekritiseren. Scott Aaronson, een professor aan het Massachusetts Institute of Technology, is een van de meest luidruchtige onder hen.

Op zijn blog zegt Aaronson dat de beweringen van D-Wave "niet worden ondersteund door het momenteel beschikbare bewijs". Hoewel hij accepteert dat de computer kwantumprocessen gebruikt, wijst hij erop dat sommige standaardcomputers beter hebben gepresteerd dan de D-Wave Two. Hij geeft toe dat D-Wave vooruitgang heeft geboekt, maar zegt dat hun "claims... veel agressiever zijn dan dat."

Canada's Quantum Erfenis

De computers van D-Wave zijn niet de enige ontwikkelingen in de kwantumfysica die een Canadese badge dragen.

In 2013 bleven gecodeerde qubits bijna 100 keer langer bewaard bij kamertemperatuur dan ooit tevoren. Het internationale team dat het resultaat behaalde, stond onder leiding van Mike Thewalt van de Simon Fraser University in British Columbia.

In Waterloo, Ontario, heeft Raymond Laflamme, uitvoerend directeur van The Institute for Quantum Computing (IQC), een fotonendetector op de markt gebracht die gebruikmaakt van kwantumtechnologie. Zijn volgende doel voor het centrum is het bouwen van een praktische, universele kwantumcomputer. Maar wat zou zo'n apparaat eigenlijk kunnen doen?