Google zet nieuwe stap naar quantumcomputer

Google is een stap dichter bij het bouwen van een volledig functionerende quantumcomputer gekomen. Onderzoekers van Google Quantum AI hebben vooruitgang geboekt bij het corrigeren van fouten die van invloed zijn op het systeem, door de foutenpercentages te verlagen naarmate het systeem groter wordt. Volgens Google is dit een grote stap op weg naar het gebruik van quantumcomputers voor praktische toepassingen.
Quantumcomputers worden wel gezien als de toekomst van de informatica. Zij zijn in staat om berekeningen te maken die onmogelijk zijn op de 'klassieke' computers die we tegenwoordig gebruiken, maar ze zijn ook vatbaar voor fouten. Nu zeggen Google-onderzoekers dat ze een manier hebben gevonden om fouten te corrigeren door de quantumcode groter te maken.
Dit is volgens Google de tweede stap van de in totaal zes, die nodig zijn om tot een werkende quantumcomputer te komen. De eerste stap vond plaats in 2019 toen een quantumcomputer van Google een berekening uitvoerde die op een gewone computer duizenden jaren zou hebben geduurd.

Fouten corrigeren

Alle computers zijn onderhevig aan fouten als gevolg van verdwaalde elektronen die toch een barrière passeren of een kosmisch stralingsdeeltje dat het circuit verstoort. Een gewone computerchip kopieert een deel van de informatie in 'foutcorrectie'-bits. Als er een fout optreedt, kan de chip het probleem automatisch opsporen en oplossen.
In quantuminformatie kan dat niet zonder dat de quantumtoestand (qubits, die tegelijk de waarde 0 en 1 kunnen hebben) onherstelbaar verloren gaat; informatie kan niet zomaar gekopieerd worden. De onderzoekers van Google hebben dit opgelost door een verzameling fysieke qubits te gebruiken in plaats van een enkele. De computer gebruikt vervolgens enkele van deze fysieke qubits om eventuele fouten te corrigeren. Hoe meer fysieke qubits er zijn, hoe beter ze een fout kunnen corrigeren. Een versie met 49 qubits kon zelfs twee gelijktijdige fouten herstellen.
Maar er moet wel voldoende capaciteit overblijven om berekeningen uit te voeren, en zover is het team van Google nog lang niet. Stap Zes is dan ook een machine met een miljoen fysieke qubits, die 1000 logische qubits codeert. En dat is verre toekomstmuziek.