Al decenia, experts hebben voorspeld dat kwantumcomputers op een dag moeilijke taken zullen uitvoeren, zoals het simuleren van complexe chemische systemen, dat kan niet worden gedaan door conventionele computers. Maar tot nu toe, deze machines hebben hun potentieel niet waargemaakt vanwege foutgevoelige hardware. Daarom werken wetenschappers aan het verbeteren van de qubit - het basishardware-element van kwantumcomputers, volgens een artikel in Chemisch en technisch nieuws ( C&EN ), het wekelijkse nieuwsmagazine van de American Chemical Society.

Gewone computers gebruiken bits om gegevens op te slaan, die worden weergegeven als een "1" om de stroom aan te geven die door een transistor vloeit of een "0" voor geen stroom. In tegenstelling tot, qubits hebben een superpositie van energietoestanden:0, 1, of veel plaatsen daartussenin, waarmee kwantumcomputers theoretisch veel meer informatie kunnen opslaan en verwerken dan een conventionele computer. Echter, de qubits van vandaag zijn kwetsbaar en zeer gevoelig voor fouten veroorzaakt door omgevingsfactoren zoals trillingen of temperatuurveranderingen, Senior Correspondent Katherine Bourzac schrijft.

Tot dusver, wetenschappers hebben ongeveer 20 qubit-ontwerpen voorgesteld, en er is geen duidelijke winnaar. Echter, de toonaangevende technologieën van vandaag zijn gebaseerd op supergeleidende circuits (waaronder een isolator die is ingeklemd tussen metalen die bij extreem lage temperaturen supergeleiders worden) en opgesloten ionen (geladen atomen die door elektromagnetische velden in een vacuüm worden gesuspendeerd). Onderzoekers werken aan betere productieprocessen en controleapparatuur voor deze technologieën. Maar ze onderzoeken ook nieuwe materialen voor kwantumcomputers, zoals silicium spin-apparaten en topologische materialen, die ruis en fouten kunnen verminderen, waardoor kwantumcomputers eindelijk hun potentieel kunnen realiseren.