De Borealis van Xanadu (afb: xanadu.ai)
De kwantumcom-puter komt er aan en die verhalen daarover worden meestal ingeleid met de fabelachtige mogelijkheden die dat ding zou hebben. Daar zijn al vaak vraagtekens bij gezet. Ook het goede oude digitale rekentuig blijft zich ontwikkelen, terwijl de kwantumcomputer tegen vele problemen blijft aanlopen. Voorlopig is de kwantumcomputer alleen nog maar een veelbelovende leerling die zijn belofte nog maar eens moet zien waar te maken.
Vorige maand meldde het jonge bedrijf Xanadu in Toronto in Nature dat hun lichtkwantumcomputer, een zelfbouw met lasers die Borealis was gedoopt, een taak in 0,036 s had opgelost waar een digitale computer 9000 jaar over zou doen. Binnen Borealis doorliepen 216 infraroodbundels het optische systeem. Een serie detectoren telde het aantal fotonen in elke bundel nadat ze dat optische systeem hadden doorlopen. Uiteindelijk kwam de machine met 216 getallen tegelijk, overeenkomend met het aantal fotonen van de 216 bundels. Daar deed Borealis dus 36 microseconden over om dat voor elkaar te krijgen, terwijl een digitaal systeem daar 9000 jaar over zou hebben gedaan. Dat wil zeggen de supercomputer Fugaku van het RIKEN-instituut in Japan. Kijk, dan heb je wat. De kwantumcomputer kan dingen die boven de macht van de digitale computer ligt. DAt heet dan kwantumvoordeel (en dat heeft niks met kortingen te maken).
Laura García-Álvarez vindt dat mooi, maar het is ook wel een erg zinloze bezigheid. “Dat heeft niks te maken met het zinvol commercieel gebruik.” John Preskill van Caltech had het in 2011 voor het eerst over de kwantumsuprematie, maar dat laatste woord van die combinatie riekt te veel naar raciale suprematie die blanken volgens sommige dwaalgeesten zou hebben en dus is er nu sprake van kwantumvoordeel of kwantumrekenvoordeel als het over nutteloze rekenpartijen gaat zoals die van Borealis.
In 2019 zou een kwantumcomputer zijn superioriteit hebben bewezen, vonden Googleonderzoekers. Daar was meteen al kritiek op. Die suprematie werd vaker bewezen geacht, maar het harde bewijs is tot nu toe nog steeds niet geleverd. Voorlopig zal er nog wel een groot aantal jaren een heftige strijd zijn tussen die ‘alleskunner’ en dat ‘lelijke digitale eendje’, denken onderzoekers. We zitten wat dat betreft pas aan het begin, klinkt het.
Elke keer als iemand een ‘kwantumvoordeel’ bewezen acht, komt wel iemand anders met een sneller algoritme voor het oude rekentuig die dat voordeel wegvaagt. Google werd er door IBM van beschuldigd het resultaat van zijn kwantumcomputer te hebben vergeleken met een ondermaats digitaal algoritme. De digitale supercomputer zou er geen 10 000 jaar over doen om het Google-experiment (dat leek op dat van de Borealis) met digitale machines uit te voeren, maar slechts 2,5 dag (de Googlekwantumcomputer 200 seconden). In 2021 bleek een Chinese supercomputer dat in 304 seconden te kunnen doen en dat zou nog sneller kunnen. Digitaal zou dan weer aan kop staan. Ook een Chinese bewering kwantumvoordeel te hebben bewezen in 2020 onderging dezelfde kritiek.
Twee bewijsstrategieën
Onderzoekers die dat bewijs willen leveren bewandelen twee wegen. Ze gebruiken een supercomputer om een kwantumcomputer na te doen. Met de andere techniek genereren onderzoekers getallen zonder een kwantumcomputer te simuleren. Het is een bekend verhaal dat oude technieken zich niet zonder meer overgeven aan nieuwkomers. Er ontstaat een strijd, waarna de nieuwkomer vaak steeds maar weer moet bewijzen dat die echt superieur is. Daarbij zijn de proeven om die superioriteit aan te tonen niet echt geschikt om dat ‘voordeel’ aan te tonen, want niet erg nuttig voor gebruik.
Het idee is dat de kwantumcomputer niet de toekomst van het rekentuig is. Die zullen voor taken worden gebruikt waarin ze duidelijk beter zijn dan digitale computers, is het idee. Voorlopig hebben de bouwers van kwantumsystemen nog de handen vol om een systeem te ontwikkelen dat zijn eigen fouten kan corrigeren. Nu zijn kwantumcomputers eigenlijk vrij nutteloos, aangezien die fouttolerante kwantumrekentuigen die lang informatie kunnen vasthouden er nog niet zijn. Je zou je kunnen voorstellen dat een kwantumcomputer op den duur een onderdeel wordt van een ‘gewone’ digitale supercomputer om bepaalde taken uit te voeren die die machine beter doet dan de oude techniek.
Misschien dat de kwantumcomputer zijn lagere energieverbruik zou kunnen inzetten. In 2020 zou zijn bewezen dat een kwantumcomputer een taak met 50 000 keer minder energie kon uitvoeren dan een supercomputer.
Wat de uitslag laat zich niet voorspellen. García-Álvarez lijkt het niet erg te vinden als het eindelijk toch niks wordt met die beloftevolle kwantumcomputer. “Die ontwikkeling zou kunnen leiden tot allerlei toepassingen die we nu niet kunnen voorzien.” De strijd duurt voort.
Bron: Wired