Overslaan naar hoofdinhoud
Pulse
Leestijd, 3 min.

Professor Leo Kouwenhoven is een prominent lid van het Microsoft Quantum Computing-team. Hij heeft de leiding over een team van onderzoekers en technici bij het Microsoft Quantum Lab in Delft. We vroegen professor Leo waarom het zo moeilijk is om een kwantumcomputer te bouwen.

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

Wat we moeten doen als we een kwantumcomputer willen bouwen, is een kwantumsysteem ontwikkelen en beheersen op basis van ons ‘klassieke’ inzicht. En dat valt niet mee. We gebruiken klassieke signalen en objecten om te proberen het kwantumgedrag in deze materialen ‘tot leven te wekken’.

Deze kwantummechanica werkt anders dan bij atomen en moleculen. Hier gebruiken we elektronische chips. En we ontwerpen en manipuleren ze op zo’n manier dat het dominante gedrag van de elektronen in die chips volgens de kwantumregels verloopt.

Kwantumcomputer in je zak

Je zou denken dat een kwantumcomputer heel klein is omdat een kwantumcircuit gebruikt maakt van kleinere deeltjes, maar dat klopt niet helemaal. Het kwantumcircuit zelf is heel klein, kleiner nog 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 die circuits omlaag brengen 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 de kwantumregels met de deeltjes in superpositie. Superpositie betekent dat ze twee verschillende posities tegelijk 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 kwantumbenadering van Microsoft

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

Een topologisch circuit dat is opgebouwd uit topologische qubits (eenheid van kwantuminformatie), werkt meer zoals Lego-stenen. Met Lego kun je de stenen makkelijker 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 het bouwen van circuits met topologische qubits. Een kaartenhuis 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 plan kunnen tillen. Deze wetenschappelijke doorbraken zijn alleen mogelijk met behulp van techniek en theorie die hand in hand gaan.

Met een stabiele topologische qubit kunnen we snel de schaal aanpassen en sommige problemen in het dagelijks 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 aan veel meer mensen en kunnen zij, net als jij, geweldige dingen doen.

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

Meld je nu aan voor de nieuwsbrief over kwantumcomputing van Microsoft

Blijf op de hoogte van de laatste ontwikkelingen

Educatie

  • Microsoft Quantum Lab geopend in Delft

    Microsoft Quantum Lab geopend in Delft

    De opening van het Microsoft Quantum Lab in Delft is een bijzondere gebeurtenis. Het lab biedt ons ruimte om onderzoek te versnellen en stelt ons in staat om onze visie op quantum computing samen met onze partners te verwezenlijken.

  • kind werkt op device in de klas

    Best practices: technologie in het voortgezet onderwijs

    Leerlingen digitaal geletterd maken. De werkdruk als gevolg van het lerarentekort verminderen. Er zijn genoeg redenen om aan de slag te gaan met technologie in het klaslokaal. Maar hoe ziet dat er in de praktijk uit? Waarmee te beginnen? Koen Buiter en Jasper ’t Hart, beiden werkzaam als projectleider digitale geletterdheid bij Openbaar Onderwijs Groningen […]

Government

  • Privacy-dag: het belang van een consequente EU-voorzitter, óók in Nederland

    Privacy-dag: het belang van een consequente EU-voorzitter, óók in Nederland

    Vandaag is het internationale dag van de privacy. In vele tientallen landen wordt door overheden, maatschappelijke organisaties en bedrijven als Microsoft aandacht besteed aan het almaar groeiende belang van bescherming van persoonsgegevens. Aan politieke ontwikkelingen op het gebied van privacy is de afgelopen tijd geen gebrek. Vlak voor Kerst werd na jarenlange onderhandelingen in Brussel […]

  • Aanvraag handleiding Datacenter gemeenschapsfondsen

    Aanvraag handleiding Datacenter gemeenschapsfondsen

    Over Microsoft Datacenter gemeenschapsfondsen Microsoft zet zich in voor lokale gemeenschappen waarin verschillende bedrijfsactiviteiten plaatsvinden. Als onderdeel van deze missie biedt Microsoft financiële steun om te helpen sterkere gemeenschappen te creëren en ecosystemen van lokale partnerschappen te ontwikkelen. Met als doel het behalen van sociale, economische en ecologische doelstellingen. We zijn verheugd om ondersteuning te […]

Zorg

  • Hercodering van het Rode Kruis

    Hercodering van het Rode Kruis

    Stel je voor een moment even voor dat je ziek bent. Een epidemie grijpt om zich heen in jouw omgeving en de informatie die verdere escalatie kan tegenhouden, is niet beschikbaar. Dit is een nachtmerrie die veel te veel mensen vandaag de dag meemaken, ondanks alle vooruitgang in de geneeskunde en een wereld die in […]

  • Hoe AI artsen en patiënten helpt in de strijd tegen kanker

    Hoe AI artsen en patiënten helpt in de strijd tegen kanker

    Fabian Bolin was slechts 28 jaar toen hij ontdekte dat hij leukemie had. Hij was een veelbelovend acteur, maar toen er kanker bij hem werd geconstateerd, kreeg hij het gevoel dat hij opeens de controle over zijn toekomst had verloren en dat niets hem kon helpen het te terug te krijgen. Hij is niet de […]