Kwantumcomputers kunnen, ondanks hun revolutionaire potentieel, niet effectief functioneren zonder de ondersteuning van conventionele, klassieke computersystemen. Recente bevindingen van de AQC25-conferentie in Boston laten zien dat klassieke computers niet alleen essentieel zijn voor het controleren en interpreteren van kwantumberekeningen, maar ook voor het bevorderen van de ontwikkeling van kwantumhardware. Deze afhankelijkheid benadrukt een cruciale realiteit: de toekomst van quantum computing is onlosmakelijk verbonden met de voortdurende vooruitgang op het gebied van traditioneel computergebruik.
De kwetsbaarheid van Qubits en de behoefte aan controle
Kwantumcomputers werken met behulp van qubits: kwantumbits die bestaan in een superpositie van toestanden, waardoor exponentieel snellere berekeningen voor bepaalde problemen mogelijk zijn. Qubits zijn echter ontzettend gevoelig voor omgevingsgeluid, waardoor ze gevoelig zijn voor fouten. Het handhaven van de stabiliteit van qubit vereist nauwkeurige kalibratie, monitoring en controle, die momenteel allemaal worden bereikt via klassieke computertechnologieën. Zonder deze klassieke systemen worden kwantumberekeningen onbetrouwbaar en inefficiënt.
Klassiek computergebruik als prestatieknelpunt
Deskundigen van AQC25, waaronder Nvidia-wetenschapper Shane Caldwell, benadrukken dat een fouttolerante kwantumcomputer die in staat is om problemen uit de echte wereld op te lossen een klassieke computerinfrastructuur op petaschaal nodig heeft – de schaal van de krachtigste supercomputers ter wereld. Zelfs als een kwantumcomputer efficiënt werkt, moet de uitvoer ervan worden gedecodeerd van kwantumeigenschappen naar traditionele formaten, een proces dat zelf afhankelijk is van klassieke apparaten. Pooya Ronagh van 1Qbit merkte op dat de snelheid van toekomstige kwantumberekeningen beperkt zal worden door de snelheid van klassieke controllers en decoders.
Klassieke technieken benutten voor kwantumverbeteringen
Onderzoekers passen actief klassieke methoden toe om de kwantumprestaties te verbeteren. Benjamin Lienhard van het Walther-Meissner-Instituut demonstreerde hoe machine learning-algoritmen de uitleesefficiëntie van supergeleidende qubits kunnen verbeteren. Op dezelfde manier gebruikt Mark Saffman van de Universiteit van Wisconsin-Madison klassieke neurale netwerken om de uitlezing van qubits voor op koude atomen gebaseerde systemen te verfijnen. Deze integratie onderstreept het feit dat klassiek computergebruik niet alleen een ondersteunend hulpmiddel is, maar een actieve aanjager van kwantumvooruitgang.
De rol van klassieke computers bij de ontwikkeling van kwantumhardware
Blake Johnson van IBM presenteerde een presentatie over geavanceerde klassieke decoders die worden ontwikkeld voor hun geplande kwantumsupercomputer in 2029. Het niet-traditionele foutcorrectieschema van het bedrijf is sterk afhankelijk van efficiënte decodering. Yonathan Cohen, CEO van Quantum Machines, legde uit dat een nauwere integratie van klassiek computergebruik met kwantumverwerkingseenheden (QPU’s) de grenzen van geïntegreerde systeemprestaties zal verleggen. Zelfs virtuele modellen van kwantumcomputers (digitale tweelingen) worden ontwikkeld met behulp van AI, zoals gedemonstreerd door Izhar Medalsy van Quantum Elements, om het hardwareontwerp te optimaliseren.
Samenwerking tussen kwantum- en klassieke experts
De Quantum Scaling Alliance, mede geleid door Nobelprijswinnaar John Martinis, is een voorbeeld van de noodzaak van samenwerking tussen kwantum- en klassieke experts. De alliantie brengt qubit-bouwers, klassieke computerbedrijven zoals Hewlett Packard Enterprise en materiaalsimulatiespecialisten zoals Synopsys samen.
De boodschap van de AQC25-conferentie is duidelijk: de vooruitgang van kwantumcomputers hangt af van een sterke basis in klassiek computergebruik. Experts die hun carrière hebben gewijd aan traditionele systemen zijn nu van cruciaal belang om kwantumtechnologie levensvatbaar te maken.
