Kwantum Computers

In mijn boek en in mijn cursussen besteed ik ook aandacht aan kwantum computers. Dat is onder andere omdat het nu eenmaal een onderwerp is dat regelmatig in het nieuws verschijnt en dus in de belangstelling staat, maar ook omdat in de berichtgeving erover steevast wordt verteld dat kwantumcomputers gebruik maken van de – volgens de schrijvers – absurde eigenschap van de kwantumwereld dat de QuBits van de kwantumcomputer twee waarden – 0 en 1 – tegelijk kunnen hebben. Inderdaad absurd, als dat klopt tenminste.

An Easy Leap Into Quantum Computing © LiveAtPC.com

Een hardnekkig verkeerd materieel beeld

Dat idee is mijns inziens een verkeerd beeld. De QuBits zijn voorafgaand aan de meting nog niet materieel maar slechts een kansverdeling van 0 en 1. Dat is waar je van uit moet gaan volgens de kwantummechanica. Bij de meting verandert de kansverdeling abrupt in een materiële manifestatie, een 0 of een 1 dus. Als je een aantal QuBits hebt verstrengeld die je vervolgens hebt onderworpen aan een aantal digitale manipulaties, dan zijn die manipulaties uitgevoerd op alle mogelijke toestanden van die verstrengelde QuBits. Heb je bijvoorbeeld 10 QuBits verstrengeld – die dus 210 = 1024 mogelijke verschillende toestanden kunnen bevatten – dan heb je eigenlijk in één rekenslag 1024 verschillende berekeningen tegelijk uitgevoerd. De uitkomsten zijn dan nog niet gematerialiseerd, die zitten in de kwantum kansverdeling opgesloten die niet materieel is. De meting zal één van die 1024 mogelijke toestanden materialiseren. Het is dus wel zaak om de QuBits en hun verstrengeling zodanig in te richten dat je de interessante uitkomst eruit krijgt. Dat is niet eenvoudig natuurlijk, temeer omdat QuBits ‘instabiel’ zijn, wat wil zeggen dat ze binnen een uiterst korte tijd – meestal uitgedrukt in nanoseconden – vervallen in een 0 of een 1 waarbij de verstrengeling is verbroken.

Wat is het dat de kwantumcollaps teweegbrengt?

Hoe de meting de materiële manifestatie van de QuBits teweeg brengt is nog steeds een onbeantwoorde vraag. De wetenschappers die aan kwantumcomputers werken hangen nog steeds de decoherentie-hypothese aan, zodat ze hun QuBits afkoelen tot aan het absolute nulpunt en zo trillingsvrij mogelijk monteren. In mijn boek geef ik argumenten dat de decoherentie-hypothese logisch gezien niet houdbaar is. Dat zou inhouden dat de gekozen benadering van de wetenschappers om kwantumcomputers te maken weinig kans op echt succes heeft, ondanks de enorme financiële bronnen.

De rol van de waarnemer

De waarneming lijkt het waargenomene te materialiseren. Maar hoe werkt dat dan met meerdere waarnemers?

Veel kwantumfysici geven langzamerhand al toe – al is dat niet van harte – dat de waarnemer in de meting een onmisbare rol speelt bij de materialisatie van het kwantumobject – en dus ook van de verstrengelde QuBits. Carlo Rovelli doet dat door aan te nemen dat alle objecten in het universum pas bestaan in relatie tot elkaar. Op die manier hoeft hij aan de waarnemer geen speciale rol toe te kennen, dat wel. Alle objecten in het universum zijn dan waarnemers. Panpsychisme?

Interessante artikelen over kwantumcomputers en de verwachtingen

Toch is het onderwerp uiterst interessant en ik volg de vooruitgang in deze daarom op de voet. De internetlinks naar artikelen die ik de aandacht waard vind staan hieronder.

Het multi-hardware Quantum Technology-platform van QuTech

Voer je eigen quantumalgoritmen uit op een van onze simulatoren of hardware-backends en ervaar de mogelijkheden van quantumcomputing.Klik op de afbeelding. © Quantum Inspire Delft

Introductie kwantumcomputers door QuTech Delft.