Leestijd, 3 min.

Professor Leo Kouwenhoven is een belangrijk lid van het Microsoft Quantum-team. Hij leidt een team van onderzoekers en ingenieurs bij het Microsoft Quantum Lab in Delft in Nederland. We vroegen aan professor Leo waarom het zo moeilijk is om een kwantumcomputer te bouwen.

Waarom is het zo moeilijk om een kwantumcomputer te bouwen? We hebben niet alle antwoorden op deze vraag. Maar wat we wel weten, is dat, in de wereld van atomen en moleculen, hun gedrag wordt bepaald door kwantumregels. In onze wereld – de wereld van vallende ballen en appels – gelden de klassieke regels. Wat we nog niet weten, is wat het verband is tussen deze twee regels.

Wat we moeten doen om een kwantumcomputer te bouwen, is onze klassieke kennis gebruiken om een kwantumsysteem te ontwikkelen en te beheersen. En dat is niet eenvoudig. We gebruiken klassieke signalen en objecten om te proberen het kwantumgedrag in deze materialen ‘tot leven te wekken’.

Maar het gaat hier niet om kwantummechanica zoals in atomen en moleculen. We gebruiken hier elektronische chips – en we ontwerpen en manipuleren deze zodanig dat het dominante gedrag van de elektronen in deze chips volgens de kwantumregels verloopt.

Kwantumcomputer in zakformaat

Je zou kunnen denken dat een kwantumcomputer heel klein is, omdat we kleinere deeltjes gebruiken om een kwantumcircuit te maken, maar dat klopt niet helemaal. Het kwantumcircuit zelf is heel klein – kleiner dan het oog kan waarnemen. Maar de machine die je nodig hebt om het circuit af te koelen, is gigantisch. Tenminste, in vergelijking met onze moderne computers in zakformaat.

Waarom moeten we het circuit afkoelen met zulke grote machines? We moeten de temperatuur van de circuits verminderen tot bijna het absolute nulpunt, nul graden Kelvin dus, om te zorgen dat het dominante gedrag van de chips de kwantumregels volgt.

Bij kamertemperatuur verloopt alles volgens de klassieke regels en niet volgens de kwantumregels, waar de deeltjes in superpositie staan. Dat betekent dat ze tegelijk twee verschillende posities hebben. Bij deze extreem lage temperaturen, waarvoor we metershoge koelkasten gebruiken, kunnen we kwantumeffecten opwekken.

En dat wil je echt niet in je zak steken!

De kwantumaanpak van Microsoft

Microsoft pakt kwantumcomputing op een andere manier aan. De aanpak is ‘topologisch’. Traditioneel bouw je een kwantumcircuit op dezelfde manier als een kaartenhuisje. Je probeert een grote constructie te bouwen door kaarten boven op elkaar te zetten, en het kaartenhuisje zakt in elkaar bij het minste geluid of de kleinste verstoring.

Een topologisch circuit, dat is opgebouwd uit topologische qubits, werkt meer zoals Lego-blokjes. Met Lego kun je de blokjes gemakkelijker met elkaar verbinden en grote constructies bouwen zonder de constructie te verzwakken.

Dat is het grote verschil tussen het bouwen van circuits met qubits en circuits met topologische qubits. Een kaartenhuisje wordt groter en instabieler, terwijl een Lego-constructie groter en sterker wordt.

‘Kwantum is de toekomst’

Onze samenwerking op kwantumgebied zorgt ervoor dat we ons wetenschappelijke leerproces kunnen versnellen en computing naar een hoger niveau kunnen tillen. Deze wetenschappelijke doorbraken zijn alleen mogelijk met behulp van techniek en theorie die samen hand in hand gaan.

Met een stabiele topologische qubit kunnen we snel de schaal aanpassen en sommige problemen in het dagelijkse leven oplossen met kwantumcomputing. Denk aan klimaatverandering, gezondheidsvraagstukken, financiële uitdagingen, optimalisatiepuzzels zoals verkeersopstoppingen, robotica en nog veel meer.

Als we een kwantumcomputer koppelen aan het Azure cloudplatform, kunnen we deze rekenkracht beschikbaar stellen voor veel meer mensen – waardoor zij, net als jij, geweldige dingen kunnen doen.

Wij geloven dat kwantum de toekomst is, en Microsoft wil deze revolutie mogelijk maken. En we willen dat jij daar ook deel van uitmaakt.

Schrijf je nu in voor de nieuwsbrief van Microsoft over kwantumcomputing

Neem samen met ons het voortouw wat kansen betreft

Ontdek meer gerelateerde artikelen per branche:

Onderwijs

  • Meer meisjes en vrouwen? Dat is een kwestie van hen te inspireren!

    Meer meisjes en vrouwen? Dat is een kwestie van hen te inspireren!

    Vrouwen in IT, zelfs Sherlock Holmes heeft moeite om ze te vinden. Niet verwonderlijk aangezien minder dan een derde van de sector vrouwelijk is. En laat die diversiteit nu juist zo belangrijk zijn voor de werkvloer. Bovendien wordt IT stilaan een knelpuntberoep. De Europese Commissie schat dat er tegen 2020 een half miljoen medewerkers te […]

  • Family, mother and 2 student kids at home working, typing on Surface Go

    Safer Internet Day – Acht manieren om jezelf online te beschermen

    Waar gebruik jij het internet voor? Misschien om op de hoogte blijven van het laatste nieuws. Het kan je one-stop-shop zijn om te winkelen, te gamen en te werken. Of misschien gebruik je het om contact te houden met vrienden en familie, op verre locaties en dichter bij huis. Maar hoe zit het met hoe […]

Overheid

  • Microsoft bindt samen met Belgische overheid de strijd aan tegen cyberaanvallen

    Microsoft bindt samen met Belgische overheid de strijd aan tegen cyberaanvallen

    Het klinkt ons steeds vertrouwder in de oren: overheidswebsites bezwijken onder een cyberaanval. Kleine stukjes software worden geïnstalleerd op verschillende computers, zonder toestemming van de eigenaar. Ook op jouw computer kan er malafide software staan. Om dergelijke ‘malware’ te bestrijden, werken Microsoft en het Belgische Centrum voor Cyberveiligheid nauw samen. Hoe helpt Microsoft de overheid? […]

  • Microsoft opent eerste Europese Transparency Center in Brussel

    Microsoft opent eerste Europese Transparency Center in Brussel

    Dit centrum opent de deuren voor overheden om de broncode van een heel aantal Microsoft producten te bekijken en te analyseren in een veilige en gecontroleerde omgeving. Deze week opent Microsoft in Brussel het eerste Transparency Center buiten de Verenigde staten. Dit centrum geeft overheden die lid zijn van het Government Security Program, waaronder Nederland, Spanje, Zweden […]

Ontdek meer gerelateerde artikelen per dossier:

Digital Transformation

Klantverhalen

None

  • Hoe komt het dat meisjes hun passie verliezen in STEM?

    Hoe komt het dat meisjes hun passie verliezen in STEM?

    “Natuurlijk zijn meisjes even goed in wiskunde als jongens, net als in Latijn”, roept Maaike overtuigd op het jaarlijkse DigiGirlz-evenement. Ze staat te popelen om haar eigen game te maken in de workshop Scratch. “Mijn favoriete vak op school is natuurwetenschappen, dat doe ik eigenlijk liever dan bezig zijn met computers. Ik droom ervan om […]

Pers

Security & Privacy

  • Microsoft bindt samen met Belgische overheid de strijd aan tegen cyberaanvallen

    Microsoft bindt samen met Belgische overheid de strijd aan tegen cyberaanvallen

    Het klinkt ons steeds vertrouwder in de oren: overheidswebsites bezwijken onder een cyberaanval. Kleine stukjes software worden geïnstalleerd op verschillende computers, zonder toestemming van de eigenaar. Ook op jouw computer kan er malafide software staan. Om dergelijke ‘malware’ te bestrijden, werken Microsoft en het Belgische Centrum voor Cyberveiligheid nauw samen. Hoe helpt Microsoft de overheid? […]

Tips

  • Geef hackers minder kans

    Geef hackers minder kans

    Zelden hoor je in een kantoorgebouw meer gejammer en gevloek dan tijdens een brandoefening. Hoogst vervelend, maar voor veel bedrijven wettelijk verplicht – en maar goed ook. Wat diezelfde bedrijven echter zelden doen, is voorzieningen treffen mocht het bedrijfsnetwerk worden gehackt. De kans op hacking is nochtans vele keren groter dan dat het kantoor in […]