Foto: Marieke de Lorijn voor QuTech
innovatie

Het eerste Europese online quantumcomputer-platform

20 april 2020 • 3 min leestijd

Het ontwikkelen van een werkende quantumcomputer houdt topuniversiteiten en ‘quantum hubs’ van China tot Amerika én Nederland bezig. TNO werkt binnen QuTech met de Technische Universiteit Delft aan innovatieve quantumtechnologie. En niet zonder succes, op 20 april 2020 werd een nieuwe versie van het quantum computing platform ‘Quantum Inspire’ gelanceerd. Het is daarmee het eerste Europese quantumcomputer-platform dat online voor iedereen toegankelijk is.

Meer informatie?

Meer weten over het quantum computing platform Quantum Inspire? Neem dan contact op met Richard Versluis.

Contact

Waar een klassieke computer rekent met bits – eenheden van digitale informatie – die een waarde 0 of 1 kunnen hebben, kunnen quantum bits (qubits) tegelijkertijd 0 én 1 zijn. Dit betekent dat qubits zich collectief in een superpositie van alle mogelijke toestanden kunnen bevinden en dat geeft quantumcomputers een enorme rekensnelheid.

De potentiële meerwaarde van quantumcomputers

Hoe werkt het? Bij bijvoorbeeld het oplossen van de route in een doolhof, kunnen alle opties tegelijkertijd getoetst worden in plaats van één voor één. Hierdoor kunnen quantumcomputers in potentie complexe problemen oplossen die voor klassieke computers praktisch onoplosbaar zijn. Met de rekenkracht van qubits kan de quantumcomputer bijdragen aan het oplossen van onder meer ingewikkelde algoritmes, fileproblemen en het vinden van medicijnen voor ernstige ziektes.

“Met 50 qubits zou je berekeningen kunnen doen die met een klassieke computer niet mogelijk zijn”

Maar zo ver is het nog niet. De eerste prototypes van quantumcomputers, met een beperkt aantal qubits, worden langzaamaan gelanceerd. Met 2 qubits kun je simpele berekeningen doen, met 50 qubits zou je berekeningen kunnen doen die met een klassieke computer niet mogelijk zijn. Er zijn waarschijnlijk echter miljoenen qubits nodig om de inherente instabiliteit van qubits te compenseren. Er is nog veel onderzoek en geavanceerde controle-elektronica nodig om deze opschaling mogelijk te maken.

Quantum Inspire

Het samenwerkingsverband QuTech richt zich op geavanceerd onderzoek op het gebied van quantum computing en quantum-internet. Eén van de successen van QuTech is het quantum computing platform Quantum Inspire (QI). Quantum Inspire biedt gebruikers toegang tot verschillende technologieën om quantumberekeningen uit te voeren, inzicht te krijgen in de principes van quantum computing en lid te worden van de gemeenschap.

“We zijn de eerste Europese online quantumcomputer en de eerste die twee verschillende technologieën aanbiedt”

“Geïnteresseerden kunnen dus zelf aan de slag met het schrijven van algoritmen en quantumtechnologie leren kennen”, legt Richard Versluis, principal systems engineer bij TNO, uit. “Quantum Inspire draait inmiddels anderhalf jaar met een simulator, maar ging op 20 april 2020 over op een systeem waarin twee verschillende typen qubit-chips – met supergeleidende en halfgeleidende (elektron spin) qubits – worden verbonden. We zijn niet de eerste quantumcomputer in de ‘cloud’ en qua aantal qubits zijn we ook niet de grootste. Maar we zijn wel de eerste Europese online quantumcomputer, en de eerste die deze twee verschillende technologieën aanbiedt.”

Het launch event van de Quantum Inspire

Supergeleidende en halfgeleidende qubits

De qubit-chips vormen de diepste laag (hardware) van Quantum Inspire, waar ook een controle-laag en webinterface onderdeel van uitmaken. Na jarenlang werk is het QuTech gelukt om chips zo groot als een duim te ontwikkelen waar 2 qubits op passen. Omdat ze gebaseerd zijn op zogenaamde standaard IC-technologie (integrated circuit) zullen daar in de toekomst ook vele miljoenen qubits op passen.

“De verwachting is dat de halfgeleidende qubits robuuster én beter op te schalen zijn”

“Het koppelen van de chips aan Quantum Inspire is de ultieme test. Het integreert al onze activiteiten”, stelt Leonardo DiCarlo, hoogleraar aan TU Delft. “Waar andere quantumcomputers gebruikmaken van supergeleidende qubits, is juist ook de minder ontwikkelde halfgeleideraanpak interessant. De verwachting is dat deze qubits robuuster én beter op te schalen zijn, wat natuurlijk belangrijk is om uiteindelijk tot grote rekenkracht te komen”, vult Lieven Vandersypen aan, eveneens hoogleraar aan TU Delft en roadmap leader Fault-tolerant Quantum Computing bij QuTech.

Samenwerking binnen QuTech

“De complementaire expertise die TNO en wij als TU Delft inbrengen is duidelijk. Nu we al ruim vijf jaar samenwerken binnen QuTech, hebben we geleerd hoe we synergetisch kunnen samenwerken om de impact van onze gevarieerde set van vaardigheden te maximaliseren”, vertelt DiCarlo. Ook Vandersypen is zeer tevreden over hoe de samenwerking verloopt. “Met Quantum Inspire hebben we een gezamenlijk doel: het bouwen van een systeem dat 24/7 beschikbaar is. Het heeft door verschillende technische uitdagingen wat langer geduurd dan gedacht, maar ik ben blij met waar we nu staan en over de gedrevenheid van TNO. Het is bovendien interessant om te zien hoe we ieder onze eigen aanpak hebben”, aldus Vandersypen.

“Ook vanuit TNO ervaren we het samenwerken aan Quantum Inspire en binnen QuTech als heel positief. Het is waardevol om onze kennis rondom quantumtechnologie te combineren met de excellente kennis die de TU Delft in huis heeft. We beschikken binnen QuTech over het meest geavanceerde hardwareplatform en de beste theoretische tools, maar het grootste voordeel is het excellente team. Samen kunnen we de ontwikkeling op het gebied van quantumtechnologie versnellen”, denkt Versluis. “Quantum Inspire demonstreert wat er kan worden bereikt als mensen uit verschillende disciplines hun krachten bundelen”, benadrukt DiCarlo tot slot.

Dag van de uitvinder

9 nov '21 - 5 min
Bij TNO werken onze uitvinders al sinds 1932 aan de uitvindingen en innovaties van morgen. In het kader van de Dag van de Uitvinder staan we stil bij enkele TNO... Lees meer
innovatie

TNO’ers bestrijden de stikstofcrisis met programma Brains4Nitrogen

15 okt '21 - 4 min
Na het succes van het Brains4corona-programma, waarin TNO zich richtte op de aanpak van het coronavirus in 2020, is de organisatie nu van plan meer van deze 'Brains4x'-uitdagingen... Lees meer
innovatie

Met Brains4x van TNO versnelde innovatie op maatschappelijke uitdagingen in Nederland

15 okt '21 - 2 min
Van de coronapandemie tot aan de stikstofcrisis: Nederland staat voor grote uitdagingen. Na het succes van Brains4corona en Brains4nitrogen gaat TNO vaker challenges... Lees meer
blik op de toekomst

De economie na het coronavaccin: hoe Nederland zich uit de crisis kan innoveren

15 feb '21 - 3 min
Nu het vaccineren is opgestart, groeit de aandacht voor de toekomst. Met de bankencrisis in ons achterhoofd willen we koste wat het kost voorkomen dat onze economie... Lees meer
feiten & cijfers

TNO heeft positieve impact op bedrijvigheid

14 nov '19 - 3 min
De missie van TNO is het verbinden van mensen en kennis om zo innovaties te creëren die de concurrentiekracht van bedrijven en het welzijn van de samenleving duurzaam... Lees meer