In de afgelopen jaren heeft de kwantumcomputing een snelle ontwikkeling doorgemaakt, met bedrijven zoals Amazon, IBM en traditionele siliciumfabrikanten die hard werken om effectieve foutcorrectie te bereiken. Er is een breed consensus dat om de meest nuttige problemen met een kwantumcomputer aan te pakken, deze in staat moet zijn om fouten te corrigeren. Echter, er is geen consensus over welke technologie ons in staat zal stellen dit te bereiken.
Onlangs zijn er drie artikelen gepubliceerd die verschillende aspecten van kwantumcomputertechnologie behandelen. Een internationaal team dat de start-up Diraq omvat heeft aangetoond dat een silicium quantumdotprocessor goed kan functioneren bij de relatief warme temperatuur van 1 kelvin, in vergelijking met de gebruikelijke millikelvins waarop deze processoren normaal gesproken werken. Dit suggereert dat de chips redelijke bedrijfstemperaturen kunnen verdragen, wat betekent dat controlecircuits op de chip gebruikt kunnen worden zonder problemen te veroorzaken.
Aan de andere kant hebben onderzoekers van IBM een nieuw foutcorrectiemodel beschreven voor gebruik met supergeleidende qubits, genaamd transmons. Met behulp van een schema genaamd “low-density parity-check codes” (LDPC), tonen de simulaties aan dat ze in staat zijn om een dozijn logische qubits te hanteren met slechts 288 fysieke qubits, veel minder dan nodig zou zijn voor een nuttige oppervlaktecode. Echter, om deze ideeën in hardware te implementeren, zal IBM ongeveer het aantal qubit-naar-qubit interconnecties van hun bestaande configuraties moeten verdubbelen en chips moeten bouwen met verbindingen met een groter bereik.
Amazon ontwikkelt ook zijn eigen inspanningen om kwantumcomputers te ontwikkelen gebaseerd op transmons, maar gebruikt ze op verschillende manieren om de foutpercentages te verlagen. In een artikel dat vorige week werd gepubliceerd, beschrijven een team van onderzoekers van Amazon en academici foutcorrectie met wat zij noemen een dubbele-rail transmon. Het resultaat is een qubit waarvan de inherente foutenratio ver beneden het noodzakelijke ligt voor foutcorrectieschema’s om te werken. Echter, foutencontrole is relatief langzaam in vergelijking met andere operaties, en dit kan de berekeningen vertragen.
Hoewel sommige van deze vooruitgangen op zich belangrijk kunnen zijn, zijn ze niet allemaal compatibel, aangezien transmons en quantumdots volledig verschillende fysieke systemen zijn. Desalniettemin tonen deze werken aan dat, zelfs als men fundamenteel sceptisch is over de vooruitzichten van kwantumcomputing, er interessant werk wordt verricht om de nodige componenten te leveren om dingen te laten werken.
Het is nog niet duidelijk hoeveel hiervan zal worden opgenomen in toekomstige kwantumcomputinginspanningen, maar het toont wel aan dat mensen die het veld proberen te bevorderen niet zonder ideeën zitten. In de komende jaren zullen we waarschijnlijk geen duidelijker beeld hebben van wat waarschijnlijk gaat werken, maar er zal veel interessant onderzoeks- en ontwikkelingswerk zijn tussen nu en dan, waarvan sommige wellicht belangrijke mijlpalen in de ontwikkeling van kwantumcomputing kunnen vertegenwoordigen.
Meer informatie: ARSTechnica.
Nature, 2024. DOI: 10.1038/s41586-024-07160-2
Nature, 2024. DOI: 10.1038/s41586-024-07107-7
Physical Review X, 2024. DOI: 10.1103/PhysRevX.14.011051
