Kwantumcomputers zullen altijd last hebben van ruis. De individuele deeltjes of microstructuren die kwantummechanisch gedrag vertonen, zijn nu eenmaal gevoeliger voor verstoring dan macrostructuren. CWI-promovendus Falk Unger wilde weten met hoeveel ruis een kwantumcomputer nog perfect kan blijven werken. Dat leidde uiteindelijk ook tot een foutmarge voor klassieke computers.
Ondanks een decennium aan onderzoek zal het nog wel even duren voordat de eerste succesvolle kwantumcomputer is gebouwd, als die er al komt. Een van de problemen is dat alles wat zich kwantummechanisch gedraagt en dus als qubit kan dienen – fotonen, ionen, nanostuctuurtjes – ontzettend klein is. Op die schaal neemt de gevoeligheid voor fouten sterk toe, zowel bij het manipuleren en meten als bij de intrinsieke status. ’Bij kwantumcomputers is er eigenlijk geen manier om ruis te voorkomen‘, zegt Falk Unger, promovendus bij het Centrum voor Wiskunde en Informatica (CWI).
Gelukkig zijn foutcorrecties mogelijk. ’Het gaat erom informatie uit te spreiden over je hele circuit, zodat elke bit min of meer aanwezig is in verschillende gates. Met die informatie zijn in principe fouten op te sporen en te corrigeren.‘ Mits het aantal foutieve schakelingen niet te groot wordt. Hóe groot is alleen niet bekend. ’We hadden onder- en bovengrenzen, maar die liggen ver uit elkaar. Op dit moment weten we alleen dat je boven de 36 procent fouten zeker niet meer kunt compenseren en dat het met een part per million zeker wel kan‘, zegt de uit Duitsland afkomstige Unger. Maar een schatting is maar een schatting en die ondergrens ligt ver onder wat haalbaar is in het laboratorium. Unger ging met zijn collega‘s voor zijn promotie op zoek naar de precieze waarde. ’Die is niet direct gevonden, maar we hebben de marges wel veel nauwkeuriger gemaakt.‘
This article is exclusively available to premium members of Bits&Chips. Already a premium member? Please log in. Not yet a premium member? Become one for just €20 for the first year and enjoy all the benefits.
