Google pakt uit met een doorbraak inzake de ontwikkeling van kwantumcomputers. Een nieuwe chip is in staat een berekening uit te voeren in vijf minuten, terwijl een traditionele supercomputer meer tijd zou nodig hebben dan de huidige leeftijd van het universum.
Google heeft een kwantumcomputer gebouwd die voor bepaalde workloads vrijwel oneindig veel sneller is dan zelfs de krachtigste traditionele computer. De kwantummachine is gebouwd rond een kwantumchip die Google Willow noemt. Het is de eerste chip die echt significant sneller is dan HPC-systemen gebaseerd op een traditionele digitale architectuur.
10.000.000.000.000.000.000.000.000 jaar vs. vijf minuten
Google heeft een testworkload ontwikkeld voor Willow en stelt dat een klassieke computer tien quadriljoen jaar over dat rekenwerk zou doen. Een quadriljoen is een getal met 24 nullen, en heet een septillion in Amerikaans-Engels. Het universum zou al naargelang de gebruikte meetmethode zo’n 13,8 miljard jaar oud zijn: een fractie van het quadriljoen. Met andere woorden: het ontbreekt de wereld met een grote marge aan traditionele rekenkracht om de workload van Google te verwerken. Willow klaart de klus in minder dan vijf minuten.
De doorbraak van Willow komt er dankzij een verbeterde foutcorrectie. Kwantumcomputers gebruiken qubits in de plaats van traditionele bits. Qubits kunnen kort door de bocht 0, 1, of een combinatie daarvan zijn, en houden zo meer informatie dan binaire systemen. Alleen: de kwantum-bits zijn inherent nogal instabiel. Hoe meer qubits je samenpropt, hoe groter het onstabiliteitsprobleem. Foutcorrectie kan dat compenseren, maar daarmee verliest de kwantumcomputer zijn voordeel.
Hoe meer qubits, hoe stabieler
Met Willow heeft Google een systeem bedacht waarbij groeperingen van qubits net stabieler worden. Hoe meer qubits Google bundelt, hoe kleiner de foutratio, en dat met een exponentiële schaal. Google maakt zich sterk dat Willow daardoor het eerste bewijs is dat grote, schaalbare en bruikbare kwantumcomputers echt mogelijk zijn.
Google kondigde in 2019 al eens aan dat het een kwantumchip had gebouwd die 10.000 keer sneller was dan een supercomputer. Die claim werd echter niet universeel aanvaard. Onder andere IBM had zijn twijfels bij de resultaten. Voor Willow lijkt de marge zo enorm dat Google wel degelijk succesvol aantoont hoe een kwantumcomputer een traditionele machine kan overtreffen.
We zijn er nog niet
Daarmee is het tijdperk van de kwantumcomputer nog niet aangebroken. Willow telt 105 qubits en is vrijwel oneindig sneller dan gewone supercomputers in de workload die Google heeft uitgewerkt, maar die workload is een artificiële benchmark. Een bliksemsnelle uitvoering van een echt nuttige taak, zoals bijvoorbeeld medicijnontwikkeling, is nog niet aan de orde.
lees ook
Kwantumchip Google is 2 000 000 000 000 000 000 000 000 keer sneller dan supercomputer
De succesvolle benchmark betekent immers niet dat de kwantumcomputer per definitie sneller is dan een gewone computer. Kwantumsystemen zijn vreemde beestjes, die enorm goed zijn in bepaalde workloads zoals optimalisatieproblemen. Het zijn niet gewoon supersnelle computers, die binaire systemen telkens zullen overtreffen, maar gespecialiseerde machines.