Diamanten kwantumcomputer evenaart supergeleidende chip zonder koeling

Kwantumcomputers staan bekend als kieskeurige apparaten. De bekendste typen moeten tot net boven het absolute nulpunt worden gekoeld, in speciale vacuümkamers, om hun rekenkracht te behouden. Het Duitse bedrijf SaxonQ, een spin-off van de Universiteit van Leipzig, laat nu zien dat dat niet altijd nodig is. Het bedrijf bouwt kwantumprocessoren die werken bij kamertemperatuur, op basis van diamant, en claimt in een nieuwe studie dat die bijna net goed presteren als de duurste, gekoelde concurrenten.

Zoeken naar een naald in een hooiberg

Om kwantumcomputers met elkaar te vergelijken, gebruiken onderzoekers vaak Grover's zoekalgoritme. Dat algoritme zoekt een item in een ongeordende lijst, en doet dat sneller dan elke gewone computer kan. Het is een goede test omdat het alle onderdelen van een kwantumcomputer tegelijk gebruikt: de qubits, de schakelingen daartussen en de uiteindelijke uitlezing. SaxonQ liet zijn systeem zoeken naar één item in een lijst van acht, met drie qubits. Resultaat: 77,3 procent trefkans, tegen 37,5 procent voor de best denkbare gewone computer. Bij het zoeken naar twee items tegelijk steeg dat naar 87 procent, tegen een klassiek maximum van 46,4 procent. Dat eerste cijfer ligt nog maar een fractie onder het beste ooit gepubliceerde resultaat van een supergeleidende machine: 78 procent.

Diamant versus ultrakoude chip

Het verschil zit in de bouw. Veel kwantumcomputers draaien op supergeleidende chips, die alleen werken bij extreme kou en tot 25 kilowatt aan vermogen vragen voor hun koelinstallatie. Andere typen, met gevangen atomen of ionen, hebben juist weer een luchtledige vacuümkamer en laserkoeling nodig. Het SaxonQ-systeem gebruikt in plaats daarvan diamantspin-qubits: piepkleine defecten in een diamantkristal, bekend als NV-centra, die ook zonder koeling stabiel blijven. Het geteste systeem verbruikte ongeveer 600 watt, nauwelijks meer dan een krachtige stofzuiger. SaxonQ rekent niet met de elektronen rond het defect, zoals eerdere versies, maar met de spin van de atoomkernen zelf. Daardoor blijft informatie ongeveer duizend keer langer bewaard, legt het bedrijf uit. Een langere coherentietijd betekent minder fouten tijdens een berekening.

Test bij Fraunhofer, vervolg al aangekondigd

De proef vond plaats bij het Fraunhofer IWU in Dresden, waar onderzoekers meeschreven aan de publicatie. Het instituut installeerde het systeem al in juni 2025 en gebruikt de resultaten om te bepalen of kwantumcomputers kunnen helpen bij industriële optimalisatie en robotica, zonder dat daar een serverruimte met cryogene koeling voor nodig is. Opvallend is dat de test liep op een voorganger van SaxonQ's nieuwste machines: de SXQ128, die al bestelbaar is, en de SXQ512, die vanaf 2027 wordt geleverd. Als die nieuwere systemen een vergelijkbare sprong maken, zou kamertemperatuur-kwantumtechnologie wel eens sneller praktijkrijp kunnen worden dan de gekoelde concurrentie.