Google Quantum AI is er met hun nieuwe Quantum Echoes-algoritme in geslaagd een taak uit te voeren die zelfs de krachtigste klassieke supercomputer jaren zou kosten.
Google heeft een nieuwe mijlpaal bereikt in de race naar praktische kwantumcomputers. De simulatie duurde slechts twee uur, terwijl de Amerikaanse Frontier-supercomputer er naar schatting 3,2 jaar over zou doen: een snelheidsverschil van ruim 13.000 keer, zo staat te lezen in het wetenschappelijke magazine Nature.
In 2019 beweerde Google al ‘kwantumsuprematie’ te hebben bereikt, maar dat experiment werd toen afgedaan als te theoretisch. Dit keer ligt dat anders. De resultaten van Quantum Echoes zijn verifieerbaar: andere kwantumcomputers kunnen dezelfde berekening uitvoeren en tot exact hetzelfde resultaat komen. Daarmee levert Google voor het eerst een meetbaar bewijs van het voordeel van een kwantumarchitectuur in een echte wetenschappelijke toepassing.
De techniek achter het algoritme is gebaseerd op een zogenoemde out-of-order time correlator (OTOC). Daarbij sturen onderzoekers een signaal een kwantumsysteem in, verstoren één enkel qubit, en draaien vervolgens de tijdsvolgorde om. Het terugkerende ‘echo’-signaal onthult hoe stabiel het systeem blijft. Dat is vergelijkbaar met hoe een geluidsecho kan laten zien hoe een ruimte reageert op trillingen.
Het experiment draaide op Googles Willow-processor met 105 qubits, een chip die al eerder vooruitgang liet zien in het corrigeren van kwantumfouten. Nu blijkt dat het systeem nauwkeurig en stabiel genoeg is om reproduceerbare resultaten te leveren, een belangrijke stap richting foutbestendige kwantumcomputers.
Samen met de Universiteit van Californië, Berkeley, paste Google Quantum Echoes toe op de analyse van moleculaire structuren. De uitkomsten kwamen overeen met metingen via nucleaire magnetische resonantie (NMR), maar boden bovendien extra details die klassieke methoden niet kunnen vastleggen.
Volgens Google kan de technologie binnen vijf jaar leiden tot praktische toepassingen, zoals in de farmaceutische sector, de ontwikkeling van nieuwe materialen of krachtigere batterijen. Ook artificiële intelligentie zou kunnen profiteren van de rekenkracht van kwantumsystemen, die gegevens kunnen genereren die voor gewone computers te complex zijn om te simuleren.
Hartmut Neven, oprichter en hoofd van Google Quantum AI, vat het zo samen: “Klassieke computers kunnen schattingen maken, maar geen exacte berekeningen van wat er op moleculair niveau gebeurt. Een kwantumcomputer spreekt de taal van de natuur, en dat opent deuren die tot nu toe gesloten bleven”, besluit hij.
Michel Devoret, Nobelprijswinnaar en Chief Scientist bij Google Quantum AI, noemt Quantum Echoes “een nieuw hoofdstuk in de evolutie van kwantumcomputing”. Als andere systemen dezelfde berekening kunnen herhalen met identieke resultaten, dan is volgens hem de weg naar echte, betrouwbare kwantumcomputers eindelijk ingezet.
Schrijf je in op onze nieuwsbrief en ontvang elke week het beste van Clickx in je mailbox.
Krijg Clickx magazine 10 keer per jaar (waarvan 2 extra dikke dubbelnummers) keurig thuisbezorgd.
