IBM maakt gedurfde stappen in de race om praktische kwantumcomputers te bouwen en bewandelt daarmee een uniek pad vergeleken met rivalen als Google. Het bedrijf heeft onlangs twee baanbrekende kwantumcomputers onthuld, Nighthawk en Loon, ontworpen om de grote beperkingen van de bestaande kwantumtechnologie te overwinnen.
Deze nieuwe systemen vertegenwoordigen een belangrijke verschuiving naar modulariteit. In tegenstelling tot concurrenten die zich richten op het bouwen van steeds grotere afzonderlijke eenheden, assembleert IBM kwantumcomputers uit onderling verbonden modules. Deze aanpak hangt af van het vermogen om supergeleidende qubits – de fundamentele bouwstenen van kwantumberekeningen – efficiënt met elkaar te verbinden, zowel binnen als tussen deze modules. Aanvankelijk twijfelden sommige deskundigen aan de bruikbaarheid van dergelijke complexe onderlinge verbindingen. Nu wil IBM bewijzen dat ze ongelijk hebben.
Loon valt op door zijn revolutionaire ‘breaking the plane’-connectiviteit. Elke qubit binnen Loon is gekoppeld aan zes andere, waardoor verbindingen zich niet alleen horizontaal over een chip kunnen uitstrekken, maar ook verticaal – een prestatie die ongeëvenaard is in welke andere supergeleidende kwantumcomputer dan ook. Nighthawk beschikt daarentegen over vierweg-qubit-connectiviteit.
Deze verbeterde connectiviteit biedt een enorm potentieel voor het aanpakken van twee grote hindernissen waarmee de huidige kwantumcomputers worden geconfronteerd: beperkte rekenkracht en inherente foutenpercentages. Uit voorlopige tests blijkt dat Nighthawk berekeningen aankan die 30% complexer zijn dan de meest gebruikte kwantumcomputer van IBM. Deze toegenomen complexiteit zou een breder scala aan toepassingen voor kwantumcomputers kunnen ontsluiten, voortbouwend op de aanvankelijke vooruitgang op gebieden als de chemie.
IBM is ook voorstander van een unieke methode om ‘logische qubits’ te creëren: groepen fysieke qubits die functioneren als afzonderlijke, foutloze eenheden. In tegenstelling tot concurrenten die grotere groepen gebruiken, berust de aanpak van IBM op kleinere groepen. Deze strategie zou praktische foutloze berekeningen mogelijk kunnen maken zonder dat er miljoenen individuele qubits nodig zijn – een aanzienlijke kosten- en technische uitdaging. Het hangt echter af van de connectiviteit die Nighthawk en Loon demonstreren.
Stephen Bartlett, een expert op het gebied van kwantumcomputers aan de Universiteit van Sydney, erkent de noodzaak van verder testen, maar noemt de toegenomen qubit-connectiviteit “een belangrijke grote stap” in de richting van het bouwen van werkelijk krachtige kwantumcomputers. Hoewel deze modulaire aanpak zich nog in de beginfase bevindt, vertegenwoordigt deze een veelbelovende richting voor het opschalen van de kwantumtechnologie.
IBM staat voor verschillende technische en natuurkundige uitdagingen. Deze omvatten het optimaliseren van de uitlezing van rekenresultaten en het verlengen van de coherentietijd – de duur van qubits behouden hun delicate kwantumstatus – die kan worden beïnvloed door toegenomen verbindingen. Het bedrijf onderzoekt ook technieken om specifieke qubits tijdens berekeningen te resetten.
Vooruitkijkend is IBM van plan om in 2026 een volledig modulaire kwantumcomputer te lanceren, die zowel informatie kan opslaan als verwerken. Dit ambitieuze project zal worden gebaseerd op de inzichten die zijn verkregen uit het voortdurende testen en ontwikkelen van Nighthawk en Loon.
