China heeft een prototype van een kwantumcomputer gebouwd dat ondenkbaar sneller werkt dan de snelste huidige supercomputers. Het is een kwantumsprong voorwaarts voor specifieke berekeningen, maar de weg naar een universeel bruikbare kwantumcomputer is nog lang.
Het prototype van de Jiuzhang 3.0 kwantumcomputer is in staat om met 255 fotonen te werken. Daarmee staat het aan de absolute wereldtop qua snelheid, ver vóór concurrent Google.
Het prototype is ontwikkeld door een gezamenlijk team van de University of Science and Technology of China, het Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology (afdeling van de Chinese Academy of Sciences) en het National Parallel Computer Engineering Technology Research Center.
Snelheden voorbij de verbeelding
De Jiuzhang-3 is een miljoen keer sneller dan het vorige prototype, de Jiuzhang-2, die met 133 fotonen werkte.
De snelheid van de kwantumcomputers wordt gemeten door de tijd die nodig is om een aantal fotonen te berekenen in een ‘Gaussiaanse bosonbemonstering’. De Jiuzhang 3.0 bereikt met 255 fotonen een rekensnelheid die tien miljoen miljard (10.000.000.000.000.000) keer hoger ligt dan de snelste hedendaagse supercomputer voor dezelfde taak.
Om het nog aanschouwelijker voor te stellen: Jiuzhang-3 berekent in een fractie van een microseconde iets waar Frontier, de snelste huidige supercomputer, 20 miljard jaar zou voor nodig hebben.
Specifieke berekeningen
Kwantumcomputers zijn zeer moeilijk te bouwen. Volgens Lu Chaoyang, één van de belangrijkste leden van het onderzoeksteam, is hun gebruik enkel aangewezen voor het oplossen van zeer ingewikkelde problemen. Bovendien zijn de huidige prototypes alleen geschikt voor enkele specifieke taken.
Het prototype wordt nu gebruikt voor problemen in verband met grafentheorie. Men wil het later ook inzetten voor het ontwerp van nieuwe materialen.
Gedurende de ontwikkeling van de Jiuzhang-prototypes hebben de onderzoekers echter ook schaalbare kwantumcontroletechnologie ontwikkeld. Daarmee hebben ze een technische basis gelegd voor de latere bouw van universele kwantumcomputers.
Volgens Lu moet een dergelijke computer binnen 10-15 jaar kunnen gerealiseerd worden.
Alternatieve technologie
De computers van het Jiuzhang-prototype werken met fotonen. In 2021 ontwikkelde het team van de University of Science and Technology of China echter ook de Zuchongzhi 2.1, een programmeerbare kwantumcomputer die 66 qubits bevat en die werkt met supergeleiding in plaats van fotonen.
Daarmee is China het enige land dat in beide technologieën – met fotonen of met supergeleiding – aan de top staat.
Google, de belangrijkste concurrent in kwantumcomputers, heeft in 2023 een kwantumcomputer gedemonstreerd die berekeningen kan uitvoeren waar de Frontier 47 jaar over moet doen. Deze kwantumcomputer is een verbetering van Googles Sycamore van 53 programmeerbare qubits naar 70.
Bronnen: Global Times
https://be.hardware.info/nieuws/85758/google-beweert-dat-nieuwe-quantumcomputer-met-70-qubits-241-miljoen-keer-sneller-is-dan-voorganger
