VS trekt 215 miljoen dollar uit voor foutvrije kwantumcomputer in 2028

Kwantumcomputers zouden ooit natuurkundige en scheikundige problemen kunnen doorrekenen waar de krachtigste supercomputers op vastlopen. Maar de bouwstenen van die machines, qubits, maken nog te veel fouten om iets anders dan speelgoedproblemen op te lossen. Het Amerikaanse ministerie van Energie wil daar verandering in brengen met de "Quantum Genesis Q Competition", een prijsvraag van in totaal 215 miljoen dollar voor bedrijven die uiterlijk in 2028 een kwantumcomputer bouwen die wetenschappelijk nuttig werk kan verzetten.

Van losse qubits naar een betrouwbare machine

Het probleem zit in de techniek zelf. Individuele qubits zijn extreem gevoelig voor storingen uit hun omgeving, waardoor berekeningen al na korte tijd fout gaan. De oplossing heet kwantumfoutcorrectie: informatie wordt verspreid over veel fysieke qubits, die samen één stabiele "logische qubit" vormen. Dat vraagt om veel grotere machines dan er nu bestaan. Pas als dat lukt, spreekt de sector van een fouttolerante kwantumcomputer: een systeem dat zijn eigen fouten herstelt en dus betrouwbaar genoeg is voor serieus gebruik.

"Deze prijsvraag maakt nieuwe rekenkracht mogelijk en opent rekenkundige grenzen die tot nu toe alleen theoretisch bestonden", zei Darío Gil, onderminister voor wetenschap bij het Amerikaanse ministerie van Energie, in een verklaring. Gil kondigde de ambitie al in maart aan: binnen drie jaar, samen met de industrie, een eerste generatie fouttolerante kwantumcomputers neerzetten.

Honderd logische qubits als doel

De prijsvraag verloopt in twee fases. In de eerste fase kunnen bedrijven tot 1,5 miljoen dollar per team krijgen voor het behalen van nog niet aangekondigde tussendoelen. Het grote geld zit in fase twee: 100 miljoen dollar wordt verdeeld onder teams die een machine met minstens honderd logische qubits laten zien. Wie verder komt, kan nog eens meedelen in twee bonuspotten van 50 miljoen dollar, bedoeld voor machines met 150 respectievelijk 200 logische qubits. Het ministerie verwacht drie tot tien teams te steunen en richt zich op toepassingen in scheikunde, materiaalkunde, natuurkunde en toegepaste wiskunde. "We willen geen berg qubits die niets kunnen", aldus Tanner Crowder, hoofd kwantuminformatiewetenschap bij het ministerie. "We willen dat er echt betekenisvolle berekeningen op gebeuren." Om te controleren of teams hun beloftes waarmaken, komt er daarnaast 45 miljoen dollar voor nationale laboratoria, die testomgevingen bouwen om elke laag van een kwantumsysteem te toetsen, van hardware tot algoritmes.

Ambitieus tijdpad, onzekere financiering

De deadline van 2028 geldt binnen de sector als bijzonder optimistisch: de meeste routekaarten van bedrijven zelf gaan uit van een langere weg naar fouttolerantie, en het aantal benodigde qubits moet nog met ordes van grootte omhoog. Bovendien is van de 215 miljoen dollar dit jaar maar 2,5 miljoen dollar echt gegarandeerd; de rest hangt af van toekomstige goedkeuring door het Congres. Toch kan de prijsvraag de sector houvast geven. Private investeerders hebben al miljarden in kwantumtechnologie gestoken, en het is de vraag hoeveel invloed overheidsgeld daarnaast nog heeft. Maar met heldere doelen en benchmarks kan de competitie bedrijven wel dwingen zich rond dezelfde meetlat te scharen — een eerste stap richting een kwantumcomputer die niet alleen indrukwekkend is, maar ook daadwerkelijk nuttig.