Quantumcomputers worden ontwikkeld door teams die niet alleen aan universiteiten werken, maar ook aan Google, IBM, Microsoft en D Wave, een startend bedrijf. En dingen evolueren snel, zegt Nicolas Sangouard, SNSF-hoogleraar aan de Universiteit van Basel. “Over een paar jaar, Ik verwacht dat de rekenkracht van kwantumcomputers aanzienlijk groter zal zijn dan de rekenkracht van gewone computers. We noemen dat 'kwantum suprematie'".

Sangouard en zijn collega's lieten onlangs zien hoe je kunt controleren of deze computers geschikt zijn voor hun doel. Want ze zijn niet alleen krachtig, maar ook zeer delicaat:sommige werken bij extreme temperaturen zo laag als 270 graden onder nul. De aanpak van de onderzoekers stelt hen in staat om alle componenten van een kwantumcomputer te certificeren - van korte- en langetermijngeheugen, aan informatieverwerkers, naar de converters die nodig zijn om de computer aan te sluiten op een beveiligd kwantumcommunicatienetwerk. Het protocol biedt een bijkomend voordeel:het gebruikt alleen de componenten die al in de computer aanwezig zijn, waardoor er geen extra apparaten nodig zijn. In principe, het protocol werkt met elk type kwantumcomputer, ongeacht de technologie erachter.

Een machine die zichzelf test

"De kracht van kwantumcomputers maakt ze moeilijk te certificeren, ", zegt Sangouard. "Zelfs de snelste gewone computers zijn te traag om de berekeningen van dergelijke apparaten te controleren." kwantumcomputers zullen uiteindelijk veilig met elkaar kunnen communiceren via een speciaal kwantumcommunicatienetwerk. Het is dus belangrijk om ervoor te zorgen dat ze geen zwakke schakel zijn, zegt Sangoard.

Daarom heeft het onderzoeksteam een ​​volledig kwantumcertificeringsmethode ontwikkeld die gebruik maakt van de eigen bouwstenen van de computer. "We werden geïnspireerd door Bell-tests, die in de jaren zestig werden bedacht door een natuurkundige die bij CERN werkte, " zegt Sangouard. "Normaal gesproken, deze tests worden gebruikt om te controleren of deeltjes zich volgens de kwantumregels gedragen. We hebben de tests aangepast zodat ze de werking van de verschillende onderdelen van een kwantumcomputer kunnen controleren. Omdat zo'n apparaat in principe in staat is om de tests uit te voeren, onze procedure is heel eenvoudig in te stellen en vereist geen speciale vaardigheden."

"De aanleiding voor het project was een seminarlezing door een wetenschapper die was uitgenodigd aan de Universiteit van Basel, " zegt Sangouard. "De lezing ging over een gecompliceerd aspect van de kwantumfysica, maar we waren gemotiveerd om het te vertalen naar een bruikbare methode voor kwantumcomputers. Voor mij, dat is een perfect voorbeeld van hoe een conferentie niet alleen een manier is om passief te leren, maar ook belangrijke kansen biedt om te innoveren."