AI & computing › Kwantumcomputing & AI-hybrides
Xanadu en AMD lanceren Backline: kwantumchip en processor praten in microseconden
Kwantumbedrijf Xanadu en chipmaker AMD hebben Backline gelanceerd, een open-source platform dat kwantumhardware en gewone computerchips razendsnel met elkaar laat communiceren. De vertraging tussen beide systemen blijft onder de drie microseconden, wat cruciaal is voor toepassingen als foutcorrectie in kwantumcomputers.
Een kwantumcomputer werkt nooit alleen. Achter elke kwantumprocessor staat een leger aan gewone computerchips dat voortdurend meetgegevens verwerkt, berekeningen doet en het kwantumsysteem bijstuurt. Die uitwisseling moet supersnel gebeuren: soms binnen enkele microseconden, anders werkt de correctie niet meer. Xanadu, een Canadees bedrijf gespecialiseerd in fotonische kwantumcomputers, en de Amerikaanse chipfabrikant AMD presenteerden deze week Backline, een nieuw open-source platform dat deze verbinding moet vereenvoudigen en versnellen.
Waarom elke microseconde telt
Het probleem dat Backline oplost, klinkt technisch maar is fundamenteel. Kwantumbits zijn extreem gevoelig en verliezen snel hun informatie. Om fouten te herstellen — een proces dat kwantumfoutcorrectie heet — moet een klassieke computer de status van de kwantumchip meten, berekenen wat er misging en binnen een fractie van een seconde een correctie terugsturen. Gebeurt dat te traag, dan is de informatie alweer verloren. Volgens Xanadu en AMD haalt Backline een end-to-end latentie van onder de drie microseconden, ruim snel genoeg voor foutcorrectie, maar ook voor toepassingen als het verwerken van signalen in netwerken en supergevoelige sensoren.
Geen dure speciale servers nodig
Opvallend is dat het platform draait op standaard processors van AMD, zoals de EPYC- en Threadripper-chips, in plaats van op dure gespecialiseerde apparatuur. Daarnaast ondersteunt Backline ook grafische kaarts (GPU's) en FPGA's, programmeerbare chips die vaak worden gebruikt voor taken die razendsnel en op maat moeten worden uitgevoerd. Onderzoekers kunnen die hardware aansturen via Python, de programmeertaal die via Xanadu's softwareplatform PennyLane al veel wordt gebruikt in de kwantumwereld. Daarmee hoeven laboratoria niet langer te investeren in dure, merkgebonden systemen om hun kwantumopstelling aan te sturen.
Van laboratorium naar praktijk
Xanadu-directeur Christian Weedbrook noemt de klassieke infrastructuur achter kwantumcomputers 'onmisbaar, maar onzichtbaar'. Door die laag toegankelijk te maken via open-source software, zegt hij, komt bruikbare kwantumtechnologie dichterbij. Scott Tease van AMD wijst erop dat één en hetzelfde programma nu kan schakelen tussen AMD-processors, grafische chips en FPGA's, en daarbij automatisch de component kiest die het snelst aan de gestelde tijdslimiet kan voldoen. Voor universiteiten, bedrijven en hardwaremakers betekent dit dat ze niet meer vanaf nul hun eigen verbindingssoftware hoeven te bouwen. Backline is per direct beschikbaar als gratis onderdeel van het PennyLane-platform.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Door de verbinding tussen kwantum- en klassieke hardware open en snel te maken, verlaagt Backline de drempel om kwantumcomputers daadwerkelijk in te zetten buiten het laboratorium. Vooral kwantumfoutcorrectie, nu een van de grootste obstakels richting bruikbare kwantumcomputers, profiteert van deze microsecondesnelle koppeling. Als meer bedrijven zulke open standaarden overnemen, kan dat de ontwikkeling van stabiele, schaalbare kwantumsystemen versnellen.
- Kwantumprocessor
- De rekenkern van een kwantumcomputer die gebruikmaakt van kwantumbits in plaats van gewone bits.
- Latentie
- De tijd die verstrijkt tussen het versturen en ontvangen van een signaal of opdracht; hoe lager, hoe sneller een systeem kan reageren.
- FPGA
- Een computerchip die na productie nog herprogrammeerd kan worden voor specifieke, snelle taken.
- Kwantumfoutcorrectie
- Een techniek om fouten in kwetsbare kwantumbits te detecteren en te herstellen, essentieel voor betrouwbare kwantumcomputers.
- Open-source
- Software waarvan de broncode vrij beschikbaar is, zodat iedereen deze kan gebruiken, aanpassen en verbeteren.
- Vendor lock-in
- De situatie waarin een gebruiker afhankelijk wordt van één leverancier omdat overstappen naar andere hardware of software lastig of duur is.
- Heterogeen computernetwerk
- Een samenstel van verschillende soorten rekenhardware, zoals CPU's, GPU's en FPGA's, die samenwerken als één systeem.
- Microseconde
- Een miljoenste van een seconde; de tijdschaal waarop moderne computerchips en kwantumsystemen met elkaar communiceren.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
