Infleqtion verstrengelt 30 logische qubits met slechts 80 fysieke qubits

Het Amerikaanse bedrijf Infleqtion heeft een belangrijke stap gezet in de bouw van een bruikbare kwantumcomputer. Op zijn Sqale-machine, die werkt met neutrale atomen, verstrengelde het bedrijf 30 logische qubits met elkaar. Daarvoor waren maar 80 fysieke qubits nodig, veel minder dan je bij zo'n complexe berekening zou verwachten. Infleqtion noemt het de eerste keer dat een commercieel bedrijf met neutrale-atoomtechnologie deze schaal haalt.

Waarom tellen alleen niet genoeg is

Gewone qubits, de rekeneenheden van een kwantumcomputer, zijn extreem gevoelig voor storing. Trillingen, warmte of elektromagnetische ruis kunnen een berekening binnen een fractie van een seconde verstoren. Logische qubits lossen dat op door meerdere fysieke qubits te combineren tot één stabielere eenheid, met ingebouwde foutcorrectie. Maar het opstapelen van logische qubits is niet genoeg: ze moeten ook met elkaar kunnen samenwerken binnen één samenhangende berekening. Infleqtion voerde daarvoor een circuit uit van ongeveer duizend afzonderlijke rekenstappen, in de sector aangeduid als 1 KiloQuOp, waarbij het signaal ongeveer duizend keer sterker was dan de achtergrondruis. Dat wijst erop dat de meting betrouwbaar was en niet op toeval berustte.

Kunstmatige intelligentie ontdekt snellere rekenstap

Een belangrijk deel van de doorbraak komt van software, niet van hardware. Infleqtion zette een AI-model in om een nieuwe manier te vinden om logische qubits met elkaar te laten communiceren en te verstrengelen. Die methode heeft voor een cruciale operatie maar de helft van het aantal fysieke rekenstappen nodig dat voorheen gebruikelijk was. Dat scheelt, want elke extra stap is een nieuwe kans op een fout. De combinatie van dynamisch herschikbare atomen en losse aansturing van elk atoom, via de Superstaq-software van het bedrijf, houdt de verbindingen tussen qubits bovendien flexibel zonder dat atomen daarbij verloren gaan of het systeem vertraging oploopt. CTO Pranav Gokhale noemt de aanpak een manier om sneller naar praktisch nut toe te werken, omdat elke bespaarde rekenstap de kans op fouten in langere berekeningen verkleint.

Route naar duizend logische qubits

Volgens Infleqtion past het resultaat in het eigen stappenplan: honderd logische qubits in 2028 en duizend in 2030. Drie klanten gebruiken inmiddels circuits met logische qubits op Sqale. Een daarvan is het Wellcome Leap Quantum for Bio-programma, kortweg Q4Bio, dat zoekt naar biomarkers voor ziekten. Daarbij combineert Infleqtion een grafische rekenchip voor het trainen van een kwantumneuraal netwerk met de kwantumcomputer zelf voor de uiteindelijke berekening. Die aanpak werd eerder al gedemonstreerd met 12 logische qubits en bouwt nu direct voort op het nieuwe record van 30. CEO Matt Kinsella noemt het samenspel tussen hardware en software de sleutel tot de doorbraak, en zegt dat het bedrijf al met klanten werkt aan toepassingen die met gewone computers niet op te lossen zijn.