D-Wave kwantumcomputer modelleert succesvol kwantumsysteem

In de wereld van kwantumcomputers moeten er nog flinke stappen worden gezet voordat ze de huidige systemen gaan vervangen. D-Wave probeert op zijn eigen manier de kwantumcomputer wat te versnellen, maar botst regelmatig op kritiek dat het niet echt kwantum is. D-Wave wil graag het tegendeel bewijzen.

De hardware van D-Wave is altijd uniek geweest in het computerlandschap. In tegenstelling tot andere kwantumcomputers is hun systeem een ‘klassieke computer’ die gebruik maakt van kwantummechanische effecten om berekeningen te doen. Andere kwantumcomputers hebben voorlopig maar een stabiele rekenkracht van enkele dozijnen qubits, maar D-Wave zit al aan meer dan 2.000 adresseerbare bits. Die verhouding roept vragen op.

Qubits en bits

Het spreekt voor zich dat D-Wave niet dezelfde berekeningen doet dan een klassieke kwantumcomputer. Ondanks al deze bits, heeft D-Wave nog niet kunnen bewijzen dat het klassieke computerhardware kan overtroeven. In een onderzoekspaper in Science schrijft Ars Technica dat D-Wave in zijn huidige staat toch al heel wat interessante berekeningen kan realiseren.

Onderzoekers binnen D-Wave hebben de computer een kwantumsysteem laten modelleren die heel sterk lijkt op de bits die het systeem gebruikt in zijn eigen hardware. Hierdoor kunnen ze kwantum faseovergangen beter bestuderen. Op vlak van prestaties is dit model niet belangrijk, maar het laat onderzoekers wel toe om volledige controle te krijgen over de fysische parameters van een relevant kwantumsysteem dat faseveranderingen ondergaat.

Veel magneten

D-Wave maakt gebruik van een grote collectie van magneten die hun oriëntatie kunnen veranderen. Daarom spreken we niet van qubits zoals de ‘echte’ kwantumcomputers van IBM of Intel, maar van klassieke bits. Waarom is dit dan anders dan een klassieke computer? Omdat D-Wave gebruik maakt van kwantumgedrag om berekeningen uit te voeren.

Het systeem van D-Wave maakt vandaag gebruik van 2.048 individuele magneten die hun oriëntatie kunnen veranderen. Wanneer zo’n magneet van oriëntatie verandert, wisselt ook de energie-inhoud van het systeem. De hardware van D-Wave controleert welke magneten verbonden zijn en hoe sterk die connectie is.

D-Wave heeft de afgelopen jaren het aantal bits veel sterker verhoogd dan de kwantumcomputers van IBM of Intel. Qua schaalgrootte zit D-Wave goed voor de toekomst, maar de sprongen voorwaarts zijn voorlopig niet genoeg om sneller te evolueren dan klassieke computers. Wanneer we naar de kwantumcomputers van IBM of Intel kijken, zijn de snelheidsboosts wel gigantisch door amper een paar qubits toe te voegen. Voorlopig heeft D-Wave een voorsprong, maar het valt af te wachten hoelang het die kan vasthouden.

We schreven eerder al over Fujitsu die ook aan een alternatief traject werkt richting een kwantumcomputer. Lees alle details over de Digital Annealer hier.