Belangrijkste leerpunten
- MIT-onderzoekers hebben een manier gevonden om kleinere kwantumcomputers te maken.
- Experts zeggen dat gadgets die worden aangedreven door kwantumcomputers mogelijk zijn, maar waarschijnlijk nog ver weg.
- Smartphones die gebruikmaken van kwantumeffecten kunnen een betere beveiliging bieden.
Quantumcomputers kunnen ooit de gadgets in je zak van stroom voorzien. De kleinste huidige kwantumcomputers zijn te omvangrijk om draagbaar te zijn, maar MIT-onderzoekers hebben nu ultradunne materialen gebruikt om supergeleidende qubits te bouwen, het kwantumcomputerequivalent van transistors. Het maakt deel uit van een versnelde poging om kwantumcomputers praktisch te maken voor dagelijks gebruik.
“Kwantumapparaten, met name voor detectie mogelijk gemaakt door solid-state kwantumtechnologie, zijn goed op weg om de grootte van de “persoonlijke elektronica” te krijgen,” Prineha Narang, een professor in computationele materiaalwetenschappen aan de Harvard University die kwantumcomputing bestudeert (die niet betrokken was bij in de MIT-studie), vertelde levensdraad in een e-mailinterview. “Veel voordelen voor sensoren met een kleine voetafdruk, met name gedistribueerde kwantumsensoren.”
De kloof verkleinen
De sleutel tot het maken van een meer praktische kwantumcomputer heeft deels te maken met de grootte. Transistoren in gewone computers worden gemaakt op nanometerschaal, terwijl supergeleidende qubits, de kwantummechanische analoog van een klassiek bit, nog steeds in millimeters worden gemeten. De MIT-onderzoekers bouwden supergeleidende qubits die minstens een honderdste zo groot zijn als conventionele ontwerpen en die minder last hebben van interferentie tussen naburige qubits.
De onderzoekers hebben in een recent artikel aangetoond dat hexagonaal boornitride, een materiaal dat uit slechts enkele monolagen van atomen bestaat, kan worden gestapeld om de isolator in de condensatoren op een supergeleidende qubit te vormen.
Dit materiaal maakt condensatoren mogelijk die veel kleiner zijn dan de condensatoren die doorgaans in een qubit worden gebruikt, wat de voetafdruk verkleint zonder de prestaties aanzienlijk op te offeren. “Op dit moment kunnen we misschien 50 of 100 qubits in een apparaat hebben, maar voor praktisch gebruik in de toekomst zullen we duizenden of miljoenen qubits in een apparaat nodig hebben”, zei een van de auteurs van het artikel, Joel Wang, in een nieuwsbericht. laat los. “Het zal dus erg belangrijk zijn om de grootte van elke afzonderlijke qubit te miniaturiseren en tegelijkertijd de ongewenste overspraak tussen deze honderdduizenden qubits te vermijden.”
Onzekerheidsprincipe
Ondanks het recente werk aan het MIT, moet u er niet op rekenen dat u binnenkort een kwantum-iPhone gaat kopen. Quantumcomputers zullen waarschijnlijk in de nabije toekomst in datacenters en laboratoria blijven, vertelde James Sanders, een analist die zich bezighoudt met kwantumcomputing, aan levensdraad in een e-mailinterview.
De meeste kwantumcomputers hebben gespecialiseerde koelapparatuur nodig om qubit-arrays tot extreem lage temperaturen te brengen. Dat gezegd hebbende, heeft kwantumstartup Quantum Brilliance onlangs een kwantumcomputer ontwikkeld die zo groot is als een lunchbox en op kamertemperatuur kan draaien.
Meer praktische toepassingen voor kwantummechanica in gadgets kunnen echter het gebruik van kwantumprincipes zoals verstrengeling en superpositie zijn. Deze vreemde eigenaardigheden van de kwantumwereld bieden mogelijk meer veiligheid aan persoonlijke apparaten die ze gebruiken. Samsung heeft zijn eerste op kwantumtechnologie gebaseerde smartphone aangekondigd, de Quantum 2, die ’s werelds kleinste kwantumgenerator voor willekeurige getallen bevat voor een betere beveiliging. “De beveiliging die door kwantumtechnologie wordt geboden, kan in principe niet worden verbroken, dus een telefoon die is uitgerust met kwantumtechnologie zou volledig veilig kunnen zijn”, vertelde Jitesh Lalwani, de oprichter van een startup voor kwantumcomputers, aan levensdraad in een e-mailinterview.
Quantumcomputers kunnen ook geavanceerde machine learning mogelijk maken, waardoor een betere gezichts- en stemherkenning mogelijk is, vertelde Yuval Boger, de CMO bij het kwantumcomputersoftwarebedrijf Classiq, aan levensdraad in een e-mailinterview. Met behulp van kwantumcomputers kunnen betere smartphonebatterijen – zowel lichter als met een hogere energiecapaciteit – worden gemaakt. Autonome auto’s zouden ook kwantumcomputing kunnen gebruiken om betere prestaties te bereiken, optimale routes te nemen en betere sensoren te hebben.
“Op dit moment kunnen we misschien 50 of 100 qubits in een apparaat hebben, maar voor praktisch gebruik in de toekomst zullen we duizenden of miljoenen qubits nodig hebben…” Rainer Martini, een expert in kwantumcommunicatie aan het Steven Institute of Technology, vertelde levensdraad in een e-mailinterview dat een kwantumcomputer ooit de basis zou kunnen vormen van een superslimme metgezel. “Stel je nu voor dat je een enorm toegenomen rekenkracht bij de hand zou kunnen hebben – waarbij de telefoon niet alleen de woorden herkent, maar ook de toon van je stem, de omgeving, en zelfs je gezichtsuitdrukkingen bekijkt en interpreteert, evenals je omgeving en mensen in de buurt”, zei Martini. “Op basis van de toegenomen rekenkracht zou de telefoon al deze input kunnen gebruiken om met de gebruiker te communiceren.”
