Door Hendrik Hards
| Gepubliceerd
Vier jaar geleden hielp de 127-qubit “Eagle”-processor van IBM zorgen voor krantenkoppen beweren dat quantum computing eindelijk op het punt stond de klassieke computers in te halen. Destijds was de grootste uitdaging van het bedrijf niet de ruwe verwerkingskracht. Het was lawaai.
Kwantumsystemen zijn ongelooflijk kwetsbaar, en zelfs kleine verstoringen kunnen berekeningen door elkaar gooien voordat ze klaar zijn. De onderzoekers van IBM geloofden dat ze een manier hadden gevonden om die fouten te verminderen door middel van een techniek die ‘error mitigation’ wordt genoemd, en in de jaren daarna is dat idee een van de belangrijkste concepten in de hele kwantumindustrie geworden.
Kwantumfoutbeperking
Kwantumcomputers werken niet zoals de machines die op uw bureau staan. Traditionele computers gebruiken bits die een 0 of een 1 zijn. Kwantumcomputers gebruiken qubits, die in meerdere toestanden tegelijk kunnen bestaan door een fenomeen dat superpositie wordt genoemd. Qubits kunnen ook aan elkaar worden gekoppeld door verstrengeling, waardoor informatie zich over een systeem kan verspreiden op manieren die klassieke machines eenvoudigweg niet kunnen repliceren. In theorie betekent dit dat een voldoende geavanceerde kwantumcomputer bepaalde problemen exponentieel sneller zou kunnen oplossen dan zelfs ’s werelds grootste supercomputers.
Het probleem is dat qubits instabiel zijn. Hitte, trillingen, elektromagnetische interferentie en zelfs interacties tussen aangrenzende qubits kunnen fouten veroorzaken. Dat probleem, algemeen bekend als kwantumruis, is het centrale obstakel geweest dat kwantumcomputers ervan weerhield echt praktisch te worden. Vroege beweringen over ‘kwantumsuprematie’ van bedrijven als Google zorgden voor opwinding, maar critici toonden later aan dat sommige van die zogenaamd onmogelijke berekeningen nog steeds konden worden gesimuleerd door slimme klassieke computertechnieken.
De Eagle-processor van IBM werd belangrijk omdat deze meer dan 100 verbonden qubits kon verwerken en tegelijkertijd methoden kon testen die waren ontworpen om die instabiliteit te omzeilen. Onderzoekers voegden opzettelijk ruis toe aan berekeningen, analyseerden hoe het systeem zich gedroeg en schatten vervolgens wiskundig hoe de resultaten eruit zouden hebben gezien in een schonere omgeving. In plaats van fouten volledig te elimineren, probeerden ze deze te voorspellen en weg te trekken. Deze aanpak werd bekend als kwantumfoutmitigatie.
Op weg naar nieuwe technologie
Sindsdien is het werk van IBM dramatisch geëvolueerd. Het bedrijf is verder gegaan dan Eagle en is overgestapt op nieuwere generaties processors zoals Heron, die volgens IBM grote verbeteringen in de stabiliteit en sterk verminderde foutpercentages opleveren in vergelijking met hardware uit het Eagle-tijdperk. IBM beweert nu dat Heron-systemen kwantumcircuits meerdere malen nauwkeuriger kunnen uitvoeren dan hun eerdere chips, terwijl nieuwere revisies de ruis blijven verminderen en de verwerkingssnelheid verhogen.
Onderzoekers zijn ook doorgegaan met het verfijnen van de foutbeperking zelf. In 2026 kondigden IBM en zijn medewerkers een recordbrekende vooruitgang aan op het gebied van qubit-getrouwheid met behulp van nieuwe onderdrukkingstechnieken die zijn ontworpen om ‘ZZ-overspraak’ tegen te gaan, een specifiek type kwantuminterferentie die ervoor zorgt dat aangrenzende qubits elkaar corrumperen. Volgens de studie slaagde het team erin om nauwkeurige kwantumberekeningen veel langer vol te houden dan eerdere pogingen, een cruciale stap in de richting van het bouwen van machines die in staat zijn betekenisvolle algoritmen uit de echte wereld uit te voeren.
Quantum is nog steeds niet klaar om andere computers te vervangen
Dat betekent niet dat kwantumcomputers binnenkort klassieke machines zullen vervangen. Veel experts geloven nu zelfs dat de nabije toekomst toebehoort aan hybride systemen waarin kwantumprocessors naast traditionele supercomputers werken in plaats van ze volledig te vervangen. Klassieke systemen domineren nog steeds de dagelijkse taken en blijven beter in veel soorten berekeningen. Zelfs IBM erkent dat het nog jaren zal duren voordat kwantumcomputers volledig fouttolerant zijn. De huidige routekaart van het bedrijf richt zich op het einde van dit decennium voor grootschalige, foutgecorrigeerde machines die honderden logische qubits en miljoenen kwantumbewerkingen op betrouwbare wijze kunnen verwerken.
Toch is het vakgebied duidelijk voorbij de hype-cyclus van begin jaren twintig. Quantum computing gaat niet langer alleen over het bewijzen dat een vreemde experimentele machine een klassieke computer kan verslaan op één beperkte taak. De focus ligt nu op de praktijk: het verminderen van fouten, het stabiliseren van qubits, het schalen van systemen en het vinden van problemen die quantumhardware efficiënter kan oplossen dan conventionele technologie. De oorspronkelijke Eagle-experimenten van IBM hebben kwantumcomputing niet van de ene op de andere dag opgelost, maar ze hebben er wel toe bijgedragen dat foutbeperking een van de belangrijkste bruggen werd tussen de luidruchtige prototypemachines van vandaag en de potentieel revolutionaire computers van morgen.
