Het Canadese bedrijf D-Wave heeft laten weten dat het volgende week op haar hoofdkwartier in Vancouver ’s werelds eerste, werkende kwantumcomputer zal demonstreren. Als het bedrijf daadwerkelijk een kwantumcomputer heeft kunnen bouwen, dan betekent dat een enorme doorbraak voor de wetenschap.

Het idee voor een kwantumcomputer stamt al uit 1981, toen Richard Feynman met het idee kwam om een computer te maken die werkt met kwantumeffecten. Deze effecten worden onder bepaalde omstandigheden veroorzaakt door kwantumdeeltjes, zoals bijvoorbeeld elektronen of fotonen. Deze eigenschappen, waarover in dit artikel op Wikipedia meer te lezen is, maken het mogelijk om een kwantumdeeltje te gebruiken voor binaire eenheden die tegelijkertijd waarden tussen 0 en 1 bit aannemen. Huidige processors kunnen een binaire waarde alleen de waarde 0 of 1 laten aannemen.

Het voordeel van een dergelijk systeem is dus dat kwantumcomputers veel sneller berekeningen kunnen uitvoeren dan de huidige computers. Een klassieke computer heeft namelijk 64 bits nodig om 64 waardes uit te drukken, een kwantumcomputer kan volstaan met vijf zogenaamde qubits. Aangezien de capaciteit van kwantumcomputer exponentieel stijgt met het aantal qubits, kunnen kwantumcomputers met enkele honderden qubits berekeningen uit voeren, waar wetenschappers tot nog toe alleen van konden dromen.

Experts hadden verwacht dat de eerste kwantumcomputer pas over enkele jaren op de markt zou komen, aangezien er een aantal wetenschappelijke uitdagingen zijn die overwonnen moeten worden om een kwantumcomputer te kunnen maken. Zo moet bijvoorbeeld de specifieke kwantumtoestand lang genoeg in stand gehouden worden, om alle gegevens in te kunnen voeren , te verwerken en weer uit te lezen.

De kwantumcomputer die D-Wave volgende week presenteert heeft 16 qubits, maar het bedrijf heeft een 1.000 qubit model in de planning voor 2008. Een berekening met het model dat 16 qubits heeft zou ongeveer even lang duren als een berekening met een standaardcomputer, maar aangezien de capaciteit dus exponentieel toeneemt per qubit, is een 1.000 qubit enorm snel. IT beveiligingsbedrijven zijn dan ook bang dat dergelijke computers hun encryptiemethodes binnen no-time gekraakt hebben, waardoor hun producten waardeloos worden.

Maar de voordelen van een dergelijke kwantumcomputer lijken veel groter. Wetenschappers kunnen enorme simulaties draaien voor hun onderzoek naar het klimaat, geneesmiddelen en de ruimte. Maar als de kwantumcomputers gemeengoed worden, betekent dat ook een enorme boost in capaciteit voor consumentenproducten. Het is dan ook niet voor niets dat sceptici, experts en onderzoekers met spanning uitkijken naar de demonstratie die D-Wave volgende week zal geven.