QuiX Quantum is een Nederlands bedrijf dat fotonische quantumcomputerhardware ontwikkelt. Het heeft details bekendgemaakt over zijn nieuwe Feed-Forward Control Unit (FFCU). Dat is een krachtig hardwarecomponent dat specifiek is ontwikkeld voor de universele fotonische quantum computing-architectuur van het bedrijf. Hoewel het misschien geen verrassing is dat fotonische quantumcomputers snel schakelende besturing vereisen, is het niet zo eenvoudig om hier de ‘hoe’-factor in kaart te brengen. Laten we daarom de quantumtoestand eens nader bekijken en wat licht werpen op de fotonica die erachter schuilgaat.
Een fotonische quantumcomputer gebruikt lichtdeeltjes, of fotonen, als qubits om informatie via optische circuits met extreme snelheden te verwerken.
Een FFCU is ontworpen om het systeem te helpen in realtime te reageren op quantummetingen. Dat is een essentiële vereiste voor fotonische quantumcomputers die informatie coderen en verwerken in afzonderlijke fotonen die met extreem hoge snelheden door optische circuits bewegen.
Hoe feed-forward-regeling werkt
Feed-forward-regeling anticipeert op verstoringen door ze te meten voordat ze een systeem beïnvloeden, waardoor preventieve aanpassingen mogelijk zijn om een gewenste toestand te handhaven in plaats van te reageren op fouten nadat ze zich hebben voorgedaan.
Dit is vooral belangrijk voor het bereiken van universaliteit in op metingen gebaseerde quantumcomputers, waarbij berekeningen worden uitgevoerd via een reeks metingen en de uitkomst van één meting kan bepalen hoe latere bewerkingen worden uitgevoerd.
OPMERKING: Universaliteit verwijst naar het vermogen van een systeem om elke mogelijke rekenkundige taak of logische bewerking uit te voeren, mits er voldoende tijd en middelen beschikbaar zijn.
Signalen van de enkelvoudige-fotondetector
De FFCU voert deze stap op hardwareniveau uit door signalen van de enkelvoudige-fotondetector om te zetten in besturingsacties op fotonische geïntegreerde schakelingen.
De FFCU maakt deel uit van de bredere quntumcomputerarchitectuur van QuiX Quantum, die fotonengeneratie, multiplexing (een term die NICAM-fans wellicht kennen uit de audiowereld – en hier ook wordt gebruikt om een techniek te beschrijven waarmee de kans op het genereren van een enkele foton of het bereiken van een specifieke quantumtoestand wordt vergroot door meerdere bewerkingen parallel uit te voeren), toestandsgeneratie, meting, besturing van fotonische assemblages en feed-forward-besturing samenbrengt in één fotonische quantumcomputerstack.
QuiX Quantum werkt aan zijn eerste generatie universele quantumcomputer op basis van enkelvoudige fotonen, waarbij de FFCU fungeert als een van de componenten op systeemniveau die nodig zijn om adaptieve, programmeerbare fotonische quantumoperaties te ondersteunen.
Een universele quantumcomputer, die door ontwikkelaars van quantumhardware als een cruciale langetermijndoelstelling wordt beschouwd, zal in staat zijn om een brede reeks quantumalgoritmen uit te voeren die een breder scala aan wetenschappelijke, industriële en commerciële toepassingen kunnen ondersteunen.
Fotonen in realtime aansturen
“Universele fotonische quantumcomputing vereist meer dan alleen fotonische chips van hoge kwaliteit. Het vereist een complete systeemstack die fotonen in realtime kan genereren, routeren, meten en besturen,” aldus Stefan Hengesbach, CEO van QuiX Quantum. “Onze FFCU is een cruciale stap in het bouwen van die stack. Het zet de meetresultaten van fotonen om in onmiddellijke besturingsacties op fotonische geïntegreerde schakelingen.”
De FFCU van QuiX Quantum combineert FPGA-gebaseerde digitale verwerking met een op maat gemaakte analoge front-end om deterministische besturing van Mach-Zehnder-interferometers op geïntegreerde fotonische schakelingen te ondersteunen.
Het huidige rack-gemonteerde systeem omvat twee FPGA-modules die zijn verbonden via een snelle bus met lage latentie, met 32 ingangen, 32 uitgangen en een gerapporteerde latentie van ongeveer 150 nanoseconden van het ingangssignaal van de detector tot de gestabiliseerde uitgangsspanning.
De snelheid van het licht, gedurende 150 nanoseconden
“Snelle feed-forward is een voorwaarde voor universele fotonische quantumcomputers, omdat op metingen gebaseerde architecturen vereisen dat het systeem het optische pad in realtime detecteert, beslist en herconfigureert,” aldus Andrew Roos, vicepresident R&D bij QuiX Quantum. “Om die timing in perspectief te plaatsen: in 150 nanoseconden legt licht slechts ongeveer 30 meter af in telecommunicatievezel. Dat is het tijdsvenster waarin het systeem een beslissing moet nemen en het fotonische circuit moet aanpassen. Dit is geen conventionele besturingselektronica – het werkt dicht bij de fysieke grenzen waarbinnen informatie zich kan verplaatsen.”
Hoe esoterisch dit ook klinkt, het bedrijf benadrukt dat er commerciële relevantie is en verwijst naar McKinsey’s Quantum Technology Monitor 2026, waarin wordt gemeld dat meer dan 300 organisaties wereldwijd actief samenwerken met quantumtechnologiebedrijven en waarin wordt geschat dat quantumcomputing tegen 2035 wereldwijd tot 2,32 biljoen euro aan economische waarde zou kunnen genereren.