Kwantumcomputers dichtbij: praktische systemen binnen jaren

Stel je een bescheiden rek met machines voor dat chemische puzzels oplost waar zelfs de krachtigste supercomputers van vandaag moeite mee hebben. Volgens het hoofd van kunstmatige intelligentie en hardware van Amazon kan die toekomst eerder werkelijkheid worden dan velen verwachten.

Peter DeSantis, die nu leiding geeft aan de nieuwe organisatie van Amazon gericht op modellen voor kunstmatige intelligentie, chips en kwantumcomputing, vertelde aan CNBC dat hij verwacht dat de eerste commercieel bruikbare kwantumcomputers binnen vijf tot zeven jaar zullen verschijnen. Hij beloofde geen wonderen van de ene op de andere dag. In plaats daarvan schetste hij een traject: kleine, praktische kwantumsystemen zullen verschijnen, en vervolgens jaar na jaar gestaag in schaal en capaciteit groeien en steeds moeilijkere problemen aanpakken.

Het vroege strijdtoneel voor kwantumvoordeel

Waarom is die tijdlijn van belang? Omdat kwantummachines niet simpelweg snellere versies zijn van de gereedschappen die we vandaag gebruiken. Qubits gedragen zich anders dan klassieke bits. Ze kunnen nul, één of een mengeling van beide tegelijk zijn, waardoor nieuwe algoritmes mogelijk worden die klassen van problemen aanpakken waar klassieke architecturen moeite mee hebben. Eenvoudig gezegd: verwacht iets anders, niet alleen sneller.

Amazon spreekt niet in isolatie. De sector is druk bezet. Google, Microsoft en IBM, plus een reeks startups, racen om laboratoriumdoorbraken om te zetten in producten. Vorig jaar onthulde Amazon een kwantumchip genaamd Ocelot, ontworpen om te helpen bij foutcorrectie, een van de meest hardnekkige uitdagingen van de technologie. Dat is een praktische stap richting bruikbare machines, in plaats van alleen een academisch proof of concept.

De voorspellingen lopen uiteen. Sommige bedrijven hebben gezegd dat bruikbare toepassingen pas over een paar jaar komen. Anderen adviseren voorzichtigheid en plaatsen realistische commerciële mijlpalen verder in de toekomst. Het debat draait om hoe snel onderzoekers ruis kunnen temmen, het aantal qubits kunnen opschalen en software kunnen bouwen die kwantumgedrag benut.

Welke vakgebieden profiteren als eerste? Chemie en materiaalkunde staan bovenaan. Het simuleren van moleculaire systemen met hoge nauwkeurigheid is een natuurlijke toepassing voor kwantumhardware. Deze simulaties kunnen het geneesmiddelenonderzoek, het ontwerp van katalysatoren en de zoektocht naar nieuwe materialen versnellen op manieren die klassieke simulaties niet kunnen evenaren.

Verwacht dat vroege kwantumsystemen gespecialiseerde hulpmiddelen zullen zijn voor niche maar waardevolle problemen, die hun bereik uitbreiden naarmate foutcorrectie en schaal verbeteren.

Die bewoording echoot DeSantis' vergelijking met een Moore's Law-achtige ontwikkeling, waarin capaciteit in de loop van de tijd zich opstapelt. Als dat patroon zich houdt, kan de industrie verschuiven van kleine, domeinspecifieke kwantumapparaten naar meer veelzijdige systemen die zich een weg banen door bredere klassen van problemen.

De echte race gaat nu minder over het bruto aantal qubits en meer over foutpercentages, besturingssystemen en softwarestacks die vragen uit de echte wereld vertalen naar kwantumvriendelijke formuleringen. De inzet van Amazon, gecombineerd met rivaliserende inspanningen, maakt het komende halve decennium een van de meest bepalende perioden in de geschiedenis van de informatica.