Honeywell zet details grote doorbraak ion trap-quantumcomputing uiteen

3 reacties

Honeywell heeft eind vorig jaar onthuld dat zijn H1-quantumcomputer de krachtigste op de markt moet zijn voor bepaalde berekeningen. In het wetenschappelijke blad Nature zet het bedrijf zijn bevindingen uiteen.

Eerder in 2020 werd bekend dat het investeert in de opkomende technologie. Er wordt al meteen gebruikgemaakt van een geavanceerde technologie, genaamd trapped-ion quantum charge-coupled devices. Andere fabrikanten zoals Google en IBM maken gebruik van supergeleidende halfgeleiderchips, wat op het moment van schrijven een groter aantal qubits mogelijk maakt. Het brengt echter ook een grotere hoeveelheid fouten met zich mee die gecorrigeerd moeten worden. Honeywells techniek moet zó betrouwbaar zijn dat het betere prestaties neer moet zetten dan een halfgeleider-quantumcomputer met een flink groter aantal qubits.

De trapped-ion-techniek gebruikt enkelvoudige 'gevangen' ionen als qubits. De elektrische lading hiervan wordt gemanipuleerd met behulp van lasers. Daardoor kunnen elke twee willekeurige qubits in een systeem met elkaar worden verbonden. Met 'normale quantumcomputers is het voor nu slechts mogelijk om twee qubits te verbinden als ze direct naast elkaar liggen. Honeywell is niet de enige die een dergelijke ionentechniek gebruikt, concurrent IonQ gebruikt volgens Ars Technica namelijk al langer een vergelijkbaar principe. Toch zijn er een aantal significante verschillen.

IonQ's versie gebruikt net als Honeywell lasers om twee willekeurige qubits naast elkaar te verbinden, maar het proces is volgens Ars technica erg complex. Honeywell verplaatst twee fysieke ionen door met een enkele laser de magnetische toestand te veranderen. De 'gaten' waar de ionen in passen om ze te manipuleren zijn echter niet statisch, maar worden met behulp van 192 individueel aanstuurbare elektrodes aangepast door de magnetische velden in sterkte te laten variëren. Het speelveld voor de ionen is lineair, ze worden gegroepeerd in het midden.

Honeywell schrijft dat het verplaatsen van een ion van de ene kant naar de andere kant slechts 300 microseconden (0,0003 seconde) moet duren, en verkeerd verplaatste ionen worden automatisch gedetecteerd. Daarna wordt het proces gereset, wat na tien miljoen keer verplaatsen slechts drie keer nodig was. Honeywell is van mening dat IBM's quantumvolume beter gebruikt kan worden als maatstaf voor de rekenkracht. Dit houdt niet alleen rekening met het aantal qubits, maar ook met de betrouwbaarheid en de mate van connectiviteit ervan.

De onderzoekers gebruikten de H0-quantumcomputer met twee, drie, vier en zes qubits, en wisten met zes qubits een accuraatheid van 75% en een quantumvolume van 64 te bewerkstelligen. Ten tijde van het onderzoek was dat een record. Begin dit jaar bereikte het H1-systeem een verachtvoudigd quantumvolume van 512 met behulp van tien volledig met elkaar verbonden qubits. Honeywell is dus al een grote stap verder.

Wel zeggen de onderzoekers nog problemen te hebben met ruis. Een deel van de ruis wordt veroorzaakt door de spanningsregulatoren, een ander deel zou spontaan zijn. Door dit op te lossen wordt de betrouwbaarheid vergroot, wat weer een positief effect heeft op de prestaties.

Bronnen: Nature, Ars Technica

« Vorig bericht Volgend bericht »
0
*