Bedrijven bouwen nu al aan infrastructuur voor kwantumcomputers van morgen

Kwantumcomputers die foutloos en op grote schaal kunnen rekenen, bestaan nog niet. Toch wachten lang niet alle bedrijven passief op die doorbraak. Volgens infrastructuurbedrijf Equinix, bekend van wereldwijde datacenters, zitten we in een "voorbereidingsfase" voor kwantumtechnologie. Wie nu de juiste systemen bouwt, kan straks meteen aan de slag zodra krachtigere kwantumchips beschikbaar komen. Wie wacht, moet dan vanaf nul beginnen.

Het probleem is volgens Equinix niet alleen de kwantumchip zelf, maar vooral de verbinding ermee. Kwantumprocessors staan vaak geïsoleerd in gespecialiseerde laboratoria, los van de gewone computersystemen die bedrijven gebruiken voor data-opslag en beveiliging. Een bedrijf dat met kwantumtechnologie wil experimenteren, moet dus eerst een veilige en snelle verbinding leggen tussen die kwantumchip en zijn bestaande IT-systemen, zonder die systemen helemaal te moeten vervangen.

Een digitale schakelkast voor kwantumtechnologie

Equinix biedt daarvoor diensten aan genaamd Fabric en Network Edge: een soort digitale schakelkast waarmee bedrijven kwantumchips, gewone processors (GPU's) en supercomputers aan elkaar kunnen knopen, zonder hun eigen netwerk opnieuw te moeten inrichten. Petrina Steele, bij Equinix verantwoordelijk voor opkomende technologie, vergelijkt het met hoe bedrijven tien jaar geleden clouddiensten gingen gebruiken: niet als losse installatie, maar als dienst die overal toegankelijk is via hetzelfde netwerk. Daardoor kunnen bedrijven nu al proefprojecten draaien en later makkelijker opschalen als de hardware volwassener wordt.

Medicijnen ontwikkelen met hulp van kwantumfysica

Het Parijse bedrijf Qubit Pharmaceuticals, opgericht in 2020, laat zien wat dat in de praktijk oplevert. Het bedrijf zoekt nieuwe medicijnen voor ziekten waar nog geen goede behandeling voor bestaat. Daarvoor moet het heel nauwkeurig simuleren hoe een molecuul zich hecht aan een bepaald eiwit in het lichaam. Dat proces wordt op het allerkleinste niveau bepaald door kwantummechanische effecten, die gewone computers alleen benaderend kunnen berekenen. Die onnauwkeurigheid zorgt er soms voor dat veelbelovende stoffen in de simulatie goed scoren, maar in het echte laboratorium toch mislukken. Dat kost tijd en geld.

Qubit Pharmaceuticals wacht niet op volwassen kwantumhardware, maar bouwt een platform genaamd ATLAS dat nu al zoveel mogelijk nauwkeurigheid uit bestaande techniek haalt. Het platform combineert vier onderdelen: zeer gedetailleerde natuurkundige simulaties, een database met kwantumchemische berekeningen die is opgebouwd met de Sorbonne Universiteit, een zelflerend model genaamd FeNNix-Bio1, en een simulator met de naam Hyperion-1 die het gedrag van tot 40 kwantumbits nabootst op gewone computerchips. Het systeem draait op een cluster van 192 grafische processors en verwerkt dagelijks simulaties die overeenkomen met duizend nanoseconden aan moleculaire beweging. Hoe meer van die berekeningen per dag mogelijk zijn, hoe meer kandidaat-medicijnen onderzoekers binnen een realistische tijdspanne kunnen testen.

Een echt bewezen voordeel van kwantumcomputers in medicijnonderzoek is er nog niet. Maar volgens Equinix en Qubit Pharmaceuticals gaat het nu niet om dat ene doorbraakmoment, maar om de jaren van voorbereiding die daaraan voorafgaan: algoritmes testen, systemen laten samenwerken en ervaring opbouwen. Bedrijven die dat nu overslaan, lopen straks een flinke achterstand op.