Fujitsu en QuTech, het quantumonderzoekscentrum van de TU Delft, melden een belangrijke doorbraak in de ontwikkeling van quantumcomputers. Voor het eerst is het gelukt om een quantumgate-set te realiseren met een foutkans van minder dan 0,1% voor diamant-spin qubits.
Daarmee is de technologie volgens de onderzoekers nauwkeurig genoeg om quantumfoutcorrectie toe te passen – een cruciale stap richting betrouwbare en schaalbare quantumcomputers. Dankzij het gebruik van ultrazuivere diamanten en geavanceerde meetmethodes wisten de onderzoekers een operationele nauwkeurigheid van meer dan 99,9% te behalen. Deze prestatie opent volgens de bedrijven de deur naar nieuwe toepassingen en brengt de praktische inzet van quantumcomputers een flinke stap dichterbij.
Quantumcomputers maken gebruik van qubits, de quantumversie van bits. In tegenstelling tot klassieke bits, die alleen de waarde 0 of 1 kunnen aannemen, kunnen qubits meerdere toestanden tegelijk representeren dankzij superpositie. Dit maakt quantumcomputers in potentie vele malen krachtiger voor specifieke rekenkundige problemen, zoals het simuleren van moleculen, het optimaliseren van complexe systemen en het breken van cryptografische sleutels. Maar die kracht gaat gepaard met extreme gevoeligheid: zelfs kleine verstoringen kunnen tot fouten leiden. Daarom is foutcorrectie essentieel voor het bouwen van een bruikbare quantumcomputer.
De doorbraak draait om diamant-spin qubits, een veelbelovende qubittechnologie waarbij de quantuminformatie wordt opgeslagen in het elektronenspin van een stikstof-vacaturecentrum (nitrogen-vacancy center, vaak afgekort als NV-center) in diamant. Deze qubits zijn relatief stabiel en kunnen bij relatief hoge temperaturen werken, wat de bouw van praktische systemen vereenvoudigt. Door de combinatie van materiaalkundige precisie en optische besturingstechnieken vormen diamant-spin qubits een aantrekkelijk platform voor fouttolerante quantumcomputers.
Fujitsu en QuTech willen zich in het vervolg van hun samenwerking richten op het opschalen van het systeem. Ze willen het aantal qubits vergroten en werken aan geavanceerde optische interconnects en controlecircuits om grootschalige, fouttolerante quantumcomputers mogelijk te maken.
