Het hart van het kwantumcomputertje van Chalmers (afb: Chalmers TU)

Het is altijd weer leuk om verhaaltjes over kwantumcomputers te lezen (tenminste dat vind ik; as).  Het verhaal van de Zweedse Chalmers-tu begint met de uitspraak dat kwantumcomputers de ordinaire binaire computers al meermalen hebben verslagen bij het uitvoeren van bepaalde taken, maar die zouden vrij nutteloos zijn geweest. Daar doen Zweden niet aan. Zij losten, met een kwantumcomputertje met maar vijf kwantumbits, een logistiek probleem op. De ‘vijand’ verslaan zal nog niet lukken, maar…
Het begint er zo langzamerhand op te lijken dat het menens wordt met die kwantumcomputer, maar wat die tot stand heeft gebracht was niet om over naar huis te schrijven. “We wilden er zeker van zijn dat de kwantumcomputer die wij ontwerpen echte problemen kan oplossen”, zegt Giulia Ferrini, die verantwoordelijk was voor het theoretische deel van het onderzoek. “We werken ook samen met industriële bedrijven.” Zij en haar medeonderzoeksters zouden bewezen hebben dat dat mogelijk is. Ze werkten daartoe samen met het bedrijf Jeppesen dat zich bezig houdt met logistiek in de luchtvaart.
Logistieke klusjes zouden ‘gevonden vreten’ voor computers zijn en vooral de kwantumcomputers zouden daarin uitblinken. Het vervelende is natuurlijk wel dat het ‘zachtgoed’ voor de binaire computer niet werkt bij een kwantumrekentuig(je).
Er is al wat code geschreven voor kwantumcomputers. Zo heb je het kwantumoptimalisering algoritme, in Engelse afko QADA. Daar maakten de onderzoeksters gebruik van. Ze bleken de logistieke problemen daarmee te kunnen oplossen (of ten minste tot een goed einde te brengen).

“We hebben aangetoond relevante problemen met onze kwantumcomputer te kunnen oplossen” zegt medeonderzoeker Jonas Bylander, die verantwoordelijk was voor het ontwerpen van het experiment. “We hebben niet te veel kwantumbits, maar die werken goed. Ons plan was klein te beginnen en dan op te schalen.” Bylanders is ook een van de mensen die werkt aan het bouwen van een kwantumcomputer aan de tu.

25 kwabits

De theoretici onder de onderzoeksters optimaliseerden de logistiek in een simulatie voor zo’n 278 vliegtuigen. Dat zou een kwantumcomputer vereisen met ten minste 25 kwabits. Ferrini: “De resultaten bleven goed als we opschaalden. Dat doet vermoeden dat QADA het in zich heeft nog veel omvangrijker problemen op te lossen.”

Om de huidige supercomputers te passeren zijn heel nog wat ‘dikkere’ kwantumrekentuigen nodig. De onderzoeksters deden hun experiment met een rekentuigje met maar vijf kwabits. Het plan is het volgend jaar een kwantumcomputer te hebben met twintig kwabits met dezelfde kwaliteit als het huidige kwantumcomputertje.

Bron: Alpha Galileo

Het onderzoeksverslag is verschenen in twee artikelen inPhysical Review Applied:
Improved Success Probability with Greater Circuit Depth for the Quantum Approximate Optimization Algorithm en
Applying the Quantum Approximate Optimization Algorithm to the Tail-Assignment Problem.