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

  • MAKS vzw verkleint samen met Microsoft de digitale kloof

    MAKS vzw verkleint samen met Microsoft de digitale kloof

    Om de digitale kloof te overbruggen, een realiteit die we niet altijd onderkennen, helpt Microsoft organisaties zoals MAKS vzw bij de uitbouw van hun werking. Dit gebeurt in dit geval door het schenken van computers. Het werk van Aisha en Badreddine en zovele anderen in de vzw MAKS, in Kuregem, zorgt ervoor dat de digitale […]

  • 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 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 […]

  • 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? […]

Ontdek meer gerelateerde artikelen per dossier:

Digital Transformation

Klantverhalen

None

  • The Hour of Code: kinderen leren programmeren

    The Hour of Code: kinderen leren programmeren

    Hoeveel toekomstige leraren, voetballers, zakenmannen, piloten en actrices zitten er in een klas? En hoeveel programmeurs in spe? Doe eens een vragenrondje en je zult horen dat de meeste kinderen niet eens programmeur zullen vermelden. Toch zijn de programmeurs van nu juist heel cool. Want zonder deze helden geen populaire blogs, programma’s en succesvolle apps. Het is […]

Pers

  • Wouter en Katrien poseren samen in de tuin onder een boom en lachen.

    Wouter leest ondertitels met AI zodat hij weer films kan kijken

    Taalexperts pleiten voor meer ondertitels en blockbusters worden nog zelden gedubd. Maar wat als lezen moeilijk is? Wouter is zestien, houdt van films en videogames, en heeft cerebrale visuele inperking (CVI). Daardoor is het voor hem onmogelijk om ondertitels te lezen. Wouter mist zo heel wat leuke momenten met zijn familie zoals een gezellige filmavond. […]

Security & Privacy

  • Vragen over je privacy en beveiliging?

    Vragen over je privacy en beveiliging?

    Welke informatie verzamelt Microsoft over mij als ik Windows 10 gebruik? Windows 10 verzamelt alleen informatie die kan helpen om onze producten te verbeteren. Dat gaat om een kleine hoeveelheid gegevens, die bovendien altijd gecodeerd worden en maar door een kleine groep medewerkers bekeken kan worden. Concreet gaat het bijvoorbeeld over het soort toestel waarmee […]

Tips

  • Hoe maak ik een veilig wachtwoord?

    Hoe maak ik een veilig wachtwoord?

    Betere wachtwoorden met deze tips Tijdens Safer Internet Day leren we kinderen om wachtwoorden te behandelen als tandenborstels. Je zorgt geregeld voor een nieuwe en je deelt ze niet met anderen. Gemakkelijk gezegd natuurlijk, maar voor volwassenen die tientallen online diensten gebruiken is dat geen sinecure. Resultaat: je gebruikt stiekem jarenlang overal hetzelfde wachtwoord. Erger […]