Intel Horse Ridge brengt praktische kwantumcomputing dichterbij

De onderzoeksdivisie van Intel maakte deze week de technische specificaties van zijn nieuwe cryogene kwantumcontrolechip Horse Ridge bekend. Met deze nieuwe chip kunnen onderzoekers de praktische toepassing van kwantumcomputing demonstreren. 

De nieuwe chip heeft de schaalbaarheid, flexibiliteit en betrouwbaarheid die nodig is om de sprong van onderzoek naar commerciële haalbaarheid te maken, zo beweert Intel.

“Intels Horse Ridge neemt de complexiteit van controlemechanismes binnen kwantumcomputing zoveel mogelijk weg”, zegt Jim Clarke, directeur kwantumhardware bij Intel Labs aan Silicon Angle. De chip maakt duizenden eenheden van kwantuminformatie, die nodig zijn voor praktische toepassingen van kwantumcomputing, schaalbaar. Zo boeken de onderzoekers van Intel constante vooruitgang om kwantumcomputers in de toekomst commercieel haalbaar te maken.

Kwantumcomputers vs. reguliere computers

Kwantumcomputers zijn gebaseerd op een totaal andere computerarchitectuur dan de computers die we vandaag de dag kennen. In een kwantumcomputer kunnen meerdere processen tegelijkertijd voorkomen in meerdere staten. Traditionele computers gebruiken binaire getallen of ‘bits’ die als 1 of 0 worden gerepresenteerd. Kwantumcomputers gebruiken qubits (eenheden van kwantuminformatie) die niet alleen als 1 of 0 kunnen worden gerepresenteerd, maar ook in beide staten tegelijkertijd. 

Het gevolg hiervan is dat een qubit vier keer de data kan verwerken die een bit van een gewone computer kan. Een ander aspect waar kwantumcomputers verschillen van reguliere computers is iets wat ‘entanglement’ wordt genoemd. Dit houdt in dat alle qubits met elkaar in verbinding staan. Hierdoor kunnen kwantumcomputers exponentieel in kracht groeien als er meer qubits worden toegevoegd.

128 qubits

Intel vertelt dat de Horse Ridge-chip is ontwikkeld in samenwerking met QuTech, dat op zijn plaats samenwerkt met de TU Delft. De chip heeft een capaciteit van maximaal 128 qubits. Hierdoor vermindert het aantal benodigde kabels en instrumentatie. 

Het verhoogde aantal qubits brengt ook problemen met zich mee die de capaciteit en werking van de chip beïnvloeden. Dit zorgt voor een vermindering in prestaties en betrouwbaarheid. Als veel qubits op verschillende frequenties samenwerken, kan dat leiden tot crosstalk tussen qubits. Dit wordt ook wel phase shift genoemd. Om dit te omzeilen heeft Intel Horse Ridge zo gemaakt dat het met hogere precisie kan worden afgesteld. Hierdoor kan de chip phase shift automatisch corrigeren en verbetert de betrouwbaarheid.