Google claimt doorbraak in ‘quantum supremacy’ maar wat is dat eigenlijk?

De zogenaamde Sycamore-processor van Google.
AFP De zogenaamde Sycamore-processor van Google.
Google heeft het behalen van de zogenaamde ‘quantum supremacy’ bevestigd met de computer ‘Sycamore’. Eerder was dat nieuws al uitgelekt, maar nu is het onderzoek van de internetgigant ook gepubliceerd in vaktijdschrift Nature. Concurrent IBM trekt de resultaten in twijfel. Allemaal goed en wel, maar wat is dat nu eigenlijk, die ‘quantum supremacy’?

In mensentaal heeft Google een nieuwe supercomputer ontwikkeld die niet alleen draait op quantumtechnologie, maar die ook zo handig beheerst dat de computer veel sterker presteert dan een traditionele. Vandaar de term ‘suprematie’, wat ‘opperheerschappij’ betekent.

Computers zoals wij ze kennen en vandaag gebruiken, werken op chips die gegevens onderbrengen die slechts twee statussen kennen: 1 of 0 (streepje of bolletje). Alle computerberekeningen zijn gebaseerd op dat binaire principe waarbij alle eentjes en nulletjes betekenis krijgen. Net zoals miljoenen pixels op een 4K tv-scherm allemaal samen een beeld kunnen vormen.

Per definitie is het systeem van eentjes en nulletjes binair: het is het een óf het ander, het is ofwel 1 ofwel 0, nooit de twee tegelijkertijd. In de quantumwereld gaat het er totaal anders aan toe. Op de vraag: ‘Is Schrödingers kat dood of levend?’ kan het antwoord in de quantummechanica “ja” zijn. Omdat in de quantumwereld de dingen kunnen bestaan in verschillende staten tegelijkertijd.

Sundar Pichai bij een van Googles quantumcomputers in hun lab in Santa Barbara.
AFP Sundar Pichai bij een van Googles quantumcomputers in hun lab in Santa Barbara.

Bij quantumcomputing wordt informatie niet in bits gecodeerd maar in ‘qubits’. Die kunnen, net zoals bij traditionele computers, de positie 1 of 0 aannemen, maar óók de superpositie van 1 én 0. Zo kan er veel meer informatie gecodeerd worden.

Wat de Sycamore-computer bijzonder maakt, is zijn snelheid. Volgens Google loste hij het probleem van een willekeurig getal in amper 200 seconden op, waar de krachtigste traditionele computer van vandaag er maar liefst 10.000 jaar zou over doen. IBM spreekt dat tegen en zegt dat supercomputers het ook vandaag in 2,5 dagen zouden kunnen klaarspelen.

Maar ook de manier waarop de Sycamore het probleem aanpakte, was opvallend. Als bij een gewone computer de uitkomst bijvoorbeeld 4 is, dan is dat ook 4. Bij een quantumcomputer is de oplossing eveneens 4, tenzij het 73 of 126 of die getallen allemaal tegelijkertijd is. De quantumcomputer lost dat probleem op door de berekening miljoenen keren tegelijkertijd uit te voeren, op zoek naar een zogenaamde waarschijnlijkheidsverdeling, die alle antwoorden analyseert en uiteindelijk het juiste eruit pikt. De paper in Nature vergelijkt het met het werpen van twee gemanipuleerde dobbelstenen. Eerst kan je niet zien of er vals gespeeld wordt, maar als je ze een paar duizend, miljoen of miljard keren werpt en je ontdekt dat 7 en 11 veel vaker voorkomen dan zou moeten, dan ligt daar het antwoord.

Het is nog niet morgen dat we met z’n allen aan de slag zullen gaan met quantumcomputers. Dat beseft Google zelf ook. Maar Time Magazine spreekt toch van “een scharnierpunt in de computergeschiedenis”. 

De Sycamore-chip.
AFP De Sycamore-chip.



11 reacties

Alle reacties worden voor publicatie gelezen -en goed- of afgekeurd- door het moderatie-team van HLN. Elke reactie moet voldoen aan deze gedragsregels.
Je naam en voornaam verschijnen bij je reactie.


  • Gino Denil

    Die quantum computer blijft nog verre toekomst. Werkt helemaal anders en levert geen zeker resultaat op maar een waarschijnlijkheidsberekening. Het soort werk van een klassieke computer kan daarom vaak niet gedaan worden door zo een quantum ding. Bovendien is het lastig om die qubits lang genoeg in een stabiele toestand te houden. Omdat het uitlezen er van hun toestand beïnvloedt.

  • Frank Buslin

    Technologie en technologische verbetering is OK, we moeten ons eerder vragen stellen bij hoe en waarvoor het gebruikt wordt want dat zaait inderdaad dikwijls problemen (denk maar aan militaire doeleinden en jobverlies). Dit nutteloos gaan noemen omdat er bijvoorbeeld kindersterfte voorkomt is echter wel erg van de pot gerukt. Zo zou je daar echt alles nutteloos tegenover kunnen gaan noemen, zelfs het feit dat je nu dit artikel zit te lezen ipv er zelf iets aan te doen.

  • Ronny Van de Wal

    Die computer heeft de kracht om de uitkomst van een berekening te kennen voor hij eraan begint. Eigenlijk net zoals onze politici die ook heel snel met antwoorden komen.Of nog straffer,meerdere taken tegelijk aan te kunnen....

  • Nick Lersberghe

    @Lennert Van Betten Dit is inderdaad waar we op zitten te wachten. Er is een limiet op hoe krachtig we computers kunnen maken zonder de grootte te wijzigen. Met de klassieke fysica kom je maar zo ver. Met quantumfysica geraak je veel verder. De wet van Moore heeft een limiet. Die van de quantumfysica zijn we nog aan het zoeken. Met deze computer werd het grootste obstakel al bereikt: om een andere manier de berekeningen kunnen doen.

  • Philippe Mangé

    De wereld draait door. Krachtigere computers berekenen ondertussen verder de crypto waanzin in een wereld met hoge kindersterfte .