In Rusland is een project gestart om een kwantumcomputer te maken. Het project is gericht op het ontwikkelen van praktische technologieën voor het verzamelen van databases en het creëren van ultraveilige communicatienetwerken. De auteur van het artikel beschouwt dit als een poging om andere landen in te halen bij de ontwikkeling van praktische kwantumtechnologieën.
De komende vijf jaar zal de Russische regering ongeveer 50 miljard roebel ($ 790 miljoen) investeren in fundamenteel en toegepast kwantumonderzoek uitgevoerd door vooraanstaande Russische laboratoria. Dat maakte de vice-premier van het land Maxim Akimov op 6 december bekend op het technologieforum in Sochi. Het maakt deel uit van een O & O-programma van 258 miljard roebel in digitale technologie, dat het Kremlin beschouwt als cruciaal voor de modernisering en diversificatie van de Russische economie.
"Dit is een echte versnelling", zegt kwantumfysicus Alexei Fedorov, die in Skolkovo bij Moskou werkt bij het Russian Quantum Center (RQC), een niet-gouvernementele onderzoeksorganisatie. "Als alles volgens plan verloopt, zal dit initiatief een belangrijke stap zijn om de Russische kwantumwetenschap naar het niveau van wereldnormen te brengen."
In kwantumcomputers worden elementaire deeltjes gebruikt om berekeningen uit te voeren, die tegelijkertijd in verschillende kwantumtoestanden kunnen voorkomen. Kwantumbits van qubits kunnen in theorie informatie vele malen sneller verwerken dan binaire bits, die worden gebruikt in klassieke computerberekeningen. Krachtige kwantumcomputers kunnen de resultaten van chemische reacties voorspellen, enorme databases doorzoeken en grote aantallen ontbinden, zoals die bij codering worden gebruikt.
Quantum voordelen
Quantumtechnologieën krijgen in een aantal landen al serieuze overheidssteun. In 2016 kondigde de EU de lancering aan van het Quantum Technology Flagship-programma ter waarde van één miljard euro. Verwacht wordt dat er de komende jaren binnen zijn kader demonstratietechnologieprojecten zullen zijn, bijvoorbeeld een kwantumprocessor op een siliciummicrocircuit. In augustus 2019 kondigde Duitsland de lancering aan van een nationaal kwantuminitiatief van € 650 miljoen. De regeringen van China en de Verenigde Staten geven ook miljarden uit aan kwantumwetenschappelijke en technologieprogramma's.
De race is begonnen met het maken van kwantumcomputers die klassieke machines zullen overtreffen bij het oplossen van specifieke problemen met hun kenmerken. De prototypes, die zijn ontwikkeld door Google en IBM, met het hoofdkantoor in Mountain View, Californië, en Armonk, New York, naderen de grenzen van de klassieke computersimulatie. In oktober kondigden Google-wetenschappers aan dat één kwantumprocessor die speciale berekeningen uitvoerde, zo'n kwantumvoordeel had behaald.
Promotie video:
Rusland is daar verre van. "We lopen 5-10 jaar achter", zegt Fedorov. "Maar er is hier een groot potentieel, en we volgen nauwlettend wat er in het buitenland gebeurt." Zwakke financiering maakte het voor Russische wetenschappers onmogelijk om te concurreren met Google op kwantumgebied, zei ingenieur Ilya Besedin, die werkt aan de National Research Technological University in Moskou.
De groep van Besedin heeft een prototype gemaakt van een kwantumprocessor op basis van supergeleiders. Het systeem bestaat uit twee qubits. De kwantumcomputer van Google draait op 53 qubits. Rusland loopt achter, maar het nationale kwantuminitiatief is op tijd gelanceerd, zegt Besedin.
"Er is nog niemand in de buurt om een praktisch bruikbaar probleem efficiënter op te lossen dan een klassieke computer", zegt hij. “Er zijn veel technische uitdagingen en we zijn allemaal op zoek naar nieuwe manieren om onderzoek te doen. Met serieuze overheidssteun in Rusland zullen er zeer interessante mogelijkheden zijn voor dergelijk onderzoek.”
Qubits van eigen bodem
Het initiatief komt nu Rusland begint te herstellen van het vertrek van vooraanstaande wetenschappers in de jaren negentig en 2000, die Rusland verlieten op zoek naar hogere salarissen en onderzoeksfinanciering. Verschillende Russische kwantumfysici die in het buitenland werken, waaronder Mikhail Lukin en Evgeny Demler van Harvard University, Cambridge, zijn toegetreden tot de International Advisory Board van de RCC. Anderen, zoals de natuurkundige Alexei Ustinov, die gecondenseerde materie bestudeert aan de Karlsruhe University of Technology in Duitsland, hebben subsidies ontvangen van de Russische regering om onderzoeksgroepen in Rusland op te zetten.
En Russische wetenschappers ontwikkelen al hun eigen concepten voor het maken van grootschalige kwantumcomputers, zegt Ustinov. "Russische laboratoria kunnen nog niet concurreren met de laboratoria van giganten als Google", zegt hij. "Dit initiatief is echter een veelbelovende start geworden om het niveau van kwantumonderzoek in Rusland te verhogen. Laten we eens kijken waar het toe leidt."
Peter Zoller, die onderzoek doet naar kwantumcomputers aan de Universiteit van Innsbruck in Oostenrijk, betwijfelt echter of dit initiatief alleen voldoende zal zijn om getalenteerde jonge wetenschappers aan te trekken voor kwantumonderzoek en -technologie. Het vertrouwen in het Russische wetenschapssysteem herstellen en de onderwijstraditie van het land nieuw leven inblazen zal moeilijker zijn dan het aankondigen van een kwantuminitiatief, merkt hij op.
Quirin Schiermeier
