Kwantumcomputers jongleren met de natuurkunde

Onder in een speciaal koelapparaat, een cryostaat, zit het brein van de computer, de kwantumchip. Met elke diepere etage van het apparaat daalt ook de temperatuur. Daardoor kunnen de metalen stroom geleiden zonder weerstand.

Vloeibaar helium achter een stevige kap krijgt de temperatuur in de cryostaat naar 15 millikelvin, slechts 0,015 °C boven het absolute nulpunt. Bij die lage temperatuur zijn de bewegingen van atomen in de lucht, die de berekeningen kunnen verstoren, minimaal.

Als toekomstigekwantumcomputers de zwaarste berekeningen aan moeten kunnen, moeten de onderdelen constant verfijnd worden. Deze vergulde sokkels voor de kwantumprocessor maken het makkelijker elke bit aan te sturen.

In speciale chips zijn de kwantumbits met elkaar vervlochten. Dit is bepalend voor de computerkracht, want die wordt met elke extra bit verdubbeld. Google is momenteel de recordhouder met wel 72 bits in één chip.

De uitkomst wordt niet alleen als eindresultaat op het scherm afgelezen, maar ook als in- en output van microgolven die door het systeem worden gestuurd. Hier wordt de rekenkracht getest van een van ’s werelds krachtigste kwantumcomputers.

In een gewone computer is elke bit een 0 of een 1, maar in een kwantumcomputer kan een bit 0, 1 of allebei zijn. Dit verschijnsel, superpositie, zorgt ervoor dat de stroom twee kanten tegelijk op kan lopen, waardoor de computer extra veel kracht krijgt.