Japanse wetenschappers melden belangrijke vooruitgang bij de ontwikkeling van optische quantumcomputers die op kamertemperatuur kunnen werken. In Tokio is een zeer krachtige bron van ‘geperst licht’ ontwikkeld voor quantumcomputers die gebruik maken van fotonen, kleine lichtdeeltjes.
Die computers hoeven geen ‘koelbox’ meer te bevatten die de qubits extreem koud maakt. En dat is een groot voordeel. Een team van NTT, het Japanse onderzoeksinstituut Riken en de universiteit van Tokio heeft een aan optische vezels gekoppelde quantum-lichtbron uitgevonden. Volgens NTT is sprake van een sleuteltechnologie voor de bouw van universele fouttolerante computers. Het potentieel voor schaalbaarheid wordt groot geacht.
Op vele plaatsen ter wereld waaronder Delft wordt gewerkt aan quantumcomputers. Daarbij worden verschillende methoden overwogen. De optische quantumcomputers die werkt met fotonen, biedt veel voordelen. Omdat geen apparatuur nodig is voor koeling of vacuüm maken, kan deze computer compact worden. Bovendien kan het aantal qubits gemakkelijk worden verhoogd zonder micro-integratie van circuits of parallellisatie van apparatuur.
Bovendien is computerverwerking met hoge snelheid mogelijk dankzij de breedbandige aard van licht. NTT acht quantum-foutcorrectie mogelijk door continue licht-variabelen te gebruiken die profiteren van de pariteit van fotonen. Deze methode komt in de plaats van discrete variabelen die de aan- of afwezigheid van fotonen gebruiken. Voordeel is een hoge compatibiliteit met optische communicatietechnologie, een terrein waarop NTT thuis is. Optische vezels kennen weinig verlies. Ook vindt deze ontwikkeling aansluiting bij de huidige optische apparaten.
In 2030 klaar
NTT en Riken denken in 2030 met deze technologie een krachtige quantumcomputer klaar te hebben. Hoewel Japan aanzienlijk minder geld dan de VS en China uitgeeft aan de ontwikkeling van dit soort rekentuig, kan de keuze van de juiste technische ‘route’ beslissend zijn. Alle methoden hebben voor – en nadelen. Bovendien zijn nog tal van obstakels te overwinnen.
Google en IBM hebben hun kaarten gezet op supergeleidende quantumcomputers die bij zeer lage temperaturen werken. Hitachi doet onderzoek naar een op silicium gebaseerde quantumcomputer. Twentse onderzoekers van het Mesa+ Instituut proberen de stabiliteit van qubits gemaakt van silicium te verbeteren. Het Delftse Qutech wist met hulp van Intel qubits in silicium aan te sturen 1,1 graden boven het absolute nulpunt van -273 graden. Dit samenwerkingsverband van TU Delft en TNO betitelde die toename van 1,1 graden als een doorbraak.
