Onderzoekers van de University of Science and Technology of China (USTC) hebben aanzienlijke vooruitgang geboekt op het gebied van quantum computing door een quantumprocessor te creëren met 14 quantumbits (qubits). Deze prestatie overtreft de huidige mogelijkheden van klassieke computers en opent nieuwe mogelijkheden voor berekeningen die voorheen onmogelijk waren.

Kwantummechanica in computers

Quantum computing maakt gebruik van de principes van de kwantummechanica om berekeningen uit te voeren die verder gaan dan de mogelijkheden van traditionele binaire computers. In plaats van bits te gebruiken die alleen 0 of 1 kunnen vertegenwoordigen, gebruiken kwantumcomputers qubits, die het opmerkelijke vermogen hebben om zowel 0 als 1 tegelijkertijd weer te geven – een fenomeen dat bekend staat als kwantumsuperpositie.

Verhoogde rekenkracht

Dankzij deze superpositie-eigenschap kunnen kwantumcomputers enorme hoeveelheden gegevens tegelijkertijd verwerken. Door gebruik te maken van de principes van kwantumverstrengeling en kwantumparallellisme kunnen kwantumcomputers complexe problemen exponentieel sneller oplossen dan conventionele computers, wat leidt tot baanbrekende toepassingen op meerdere terreinen, waaronder cryptografie, medicijnontdekking, kunstmatige intelligentie en materiaalkunde.

Experimentele opstelling

De kwantumprocessor van het USTC-team bestaat uit een reeks supergeleidende qubits gemaakt van aluminium. Het team was in staat om met succes een reeks kwantumoperaties met hoge nauwkeurigheid uit te voeren, waardoor kwantumtoestanden konden worden gecreëerd en gemanipuleerd die onmogelijk zouden zijn voor conventionele computers.

Voortbouwen op eerdere mijlpalen

De 14-qubit-processor is de nieuwste mijlpaal in een reeks prestaties van het USTC-team. In 2019 creëerden ze met succes een kwantumprocessor met 7 qubits, die praktische toepassingen in machine learning-taken demonstreerde.

Potentiële toepassingen

De vooruitgang in de kwantumcomputertechnologie biedt een enorm potentieel voor het oplossen van hardnekkige problemen die momenteel de vooruitgang in verschillende disciplines belemmeren. De ontdekking van medicijnen zou bijvoorbeeld een revolutie teweeg kunnen brengen door kwantumcomputers, omdat ze snel grote chemische databases kunnen evalueren om potentiële medicijnmoleculen te vinden.

Wereldwijde race in kwantumcomputing

Het succes van het USTC-team voegt China toe aan de lijst van landen die actief betrokken zijn bij de mondiale race om praktische kwantumcomputers te ontwikkelen. Andere opmerkelijke spelers zijn de Verenigde Staten, de Europese Unie en Japan.

Samenwerking en uitdagingen

Hoewel kwantumcomputing een enorme belofte toont, zijn er nog steeds aanzienlijke uitdagingen die moeten worden overwonnen. Onderzoekers over de hele wereld werken samen om problemen als qubit-stabiliteit, foutcorrectie en schaalbaarheid aan te pakken om levensvatbare kwantumsystemen te realiseren.

Conclusie

De creatie van een 14-qubit kwantumprocessor door onderzoekers van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China betekent een belangrijke stap in de richting van het benutten van de kracht van de kwantummechanica voor computationele taken. Naarmate het gebied van quantum computing zich blijft ontwikkelen, kunnen we transformerende doorbraken verwachten in een verscheidenheid aan industrieën en wetenschappelijke domeinen.