Kwantumcomputing verspreidt zich steeds meer tussen overheden en durfkapitalisten. Toch blijft de technologie oneconomisch of niet relevant voor de meeste bedrijven, geeft Deloitte aan.

Overheden en durfkapitalisten investeren steeds meer in kwantumcomputing, maar is dat wel een slimme zet? Deloitte onderzocht de materie en bestempelt de technologie als oneconomisch voor de meeste bedrijven.

Niet realistisch?

Deloitte voorspelt dat minder dan een dozijn bedrijven wereldwijd kwantumcomputing van dag tot dag zullen gebruiken in 2022. Daarnaast zal de omzet voor de hardware, software en de dienst zelf minder dan 500 miljoen dollar opleveren.

Kwantumcomputers kunnen namelijk niets wat een klassieke computer wel kan. “We kennen het magische kwantumvolume nog niet dat deze computers nodig hebben om bruikbaar te zijn in de realiteit”, zegt Deloitte, doelend op de kwantiteit en betrouwbaarheid van het aantal qubit dat een kwantumcomputer doet draaien.

Quantinuum

IBM lanceerde onlangs een kwantumprocessor van 127 qubit en Honeywell zette ‘s werelds grootste kwantumcomputingbedrijf op, genaamd Quantinuum. Quantinuum wil voornamelijk inzetten op ‘Practical Quantum’ of toepassingen die je in het dagelijkse leven kan gebruiken. Volgens Futurum Research-analist Daniel Newman is Quantinuum nog maar één van de eerste bedrijven die kwantumcomputing voorbij onderzoek en theorie wil brengen.

lees ook

AWS wil grootschalige, supergeleidende kwantumcomputer bouwen

Analisten van Deloitte geven toe dat kwantumcomputing bruikbaar kan zijn op korte termijn voor logistieke optimalisatie, de chemie-industrie en onderzoek naar nieuwe materialen. Daarnaast noemen ze ook het ontwikkelen van sensoren en het opzetten van communicatienetwerken die zelf intercepties kunnen herkennen.

Durfkapitalisten en overheden

Durfkapitalisten investeerden het afgelopen jaar ongeveer 1 miljard dollar in de sector volgens Deloitte. Ook overheden wereldwijd, denk bijvoorbeeld aan China, Canada, Nederland en de VS, pompten bijna 5 miljard dollar in kwantumonderzoek. De VS en het VK zullen binnenkort ook samenwerken in onderzoek rond kwantumcomputing.

Kwantumtechnologie zit dus in een nieuwe fase van ontwikkeling volgens Bob Sorensen, senior VP van onderzoek bij Hyperion Research. “Beleidsmakers wereldwijd voelen nu ook de impact die de technologie kan hebben op belangrijke toepassingen voor nationale veiligheid. We moeten er wel op toezien dat hun agenda’s geen hindernis vormen voor de ontwikkeling van de technologie.”

lees ook

76 procent HPC-datacenters plant integratie kwantumcomputing tegen 2023

Kwantumvragen

Deloitte geeft bedrijfsleiders tot slot nog enkele vragen mee om te stellen wanneer ze met kwantumcomputing in zee willen gaan:

• Op welke manier investeren collega’s in de technologie? Wat is de impact op de industrie?
• Welk (intern) team zal de kwantumstrategie bepalen en ontwikkelingen opvolgen?
• Welke diensten hebben we nu nodig om hardware en algoritmes te testen?

IBM lanceert een kwantumprocessor van 127 qubit. De nieuwe processor komt op de markt onder de naam Eagle. Door een nieuw design beschikt Eagle over aanzienlijk meer rekenkracht.

Een nieuwe kwantumprocessor is aangekondigd door IBM. Eagle is een 127 qubit kwantumprocessor.

Doorbraak

De nieuwe kwantumchip is volgens IBM een enorme stap op vlak van praktische kwantumberekening. Het zou namelijk de eerste processor zijn die niet gesimuleerd kan worden door een klassieke supercomputer. Om die uitspraak kracht bij te zetten, vertelt het bedrijf dat voor een simulatie van Eagle meer klassieke bits nodig zijn dan dat er atomen zijn in ieder mens op aarde.

Ondanks deze doorbraak is Eagle niet op alle vlakken revolutionair. Bij moeilijke problemen, waarbij een gewone computer tekortschiet, kan ook Eagle geen soelaas brengen. “Eagle is een oriënteringspunt van waar we staan en dat alles op schema ligt”, vertelt Bob Sutor, vicepresident van AI, blockchain en kwantumoplossingen.

De chip beschikt over meer rekenkracht, doordat IBM aan het design heeft gesleuteld. De besturingscomponenten werden namelijk op meerdere fysieke niveaus geplaatst, terwijl de qubits zich op één laag bevinden.

Niet alles verteld

Over het kwantumvolume blijft het dan weer opvallend stil vanuit IBM. Dat concept werd bedacht door IBM zelf en duidt de prestatie van een kwantumcomputer aan als de verschillende onderdelen apart worden bekeken.

Voor qubits wordt dan ook bekeken op welke manier ze met elkaar interageren. Een goede samenwerking zorgt dat de chip ingewikkeldere berekeningen kan maken. Een moeilijk probleem wordt daarom best uitbesteed aan een kwantumcomputer met meer kwantumvolume.

Eagle zal vanaf volgende maand beschikbaar zijn voor een beperkt aantal leden van het IBM Quantum Network.

lees ook

AWS wil grootschalige, supergeleidende kwantumcomputer bouwen

Als de vooruitgang in quantum computing gedurende de komende 18 tot 24 maanden blijft versnellen, wordt het onmogelijk om de workloads van quantum applicaties nog na te bootsen via een simulatie met een normale computer. Zo voorspelt Honeywell. 

Honeywell heeft een wat andere benadering tot quantum computing dan veel concurrenten. Het bedrijf gebruikt een kleiner aantal qubits en focust erop om deze qubits zo stabiel mogelijk te maken. Honeywell rekent zijn capaciteit daarom niet in qubits, maar in kwantumvolume. Het bedrijf verwacht de eerste commerciële kwantumcomputer te hebben die een volume van 512 bereikt. 

Het kwantumvolume wordt vastgesteld via een aantal complexe statistische tests waarin wordt gekeken naar: het aantal qubits, foutenpercentages, verbinding tussen qubits en overspraak tussen qubits. Deze benadering geeft een meer precieze inschatting van de capaciteit van een kwantumcomputer dan alleen maar het aantal qubits tellen. 

Naast zijn commerciële kwantumcomputers geeft Honeywell ook toegang tot een aantal simulatietools waarmee bedrijven de resultaten van kwantumcomputers kunnen valideren op een normale computer. Dankzij deze simulaties kunnen bedrijven resultaten vergelijken, wat ze meer vertrouwen geeft in quantum computing. Dit is echter niet lang meer mogelijk. Honeywell verwacht dat reguliere computers over 18 tot 24 maanden niet meer in staat zijn om berekeningen op kwantumcomputers te simuleren. 

Kwantumcapaciteit vertienvoudigt elke vijf jaar

Al verschillende grote bedrijven (waaronder BMW, DHL en Samsung) maken gebruik van de commerciële kwantumcomputers van Honeywell. Het bedrijf maakt zijn systemen beschikbaar via een lidmaatschap op een clouddienst. De kwantumcomputers zijn steeds twee weken lang beschikbaar voor klanten. Vervolgens worden ze twee weken offline gehaald om extra capaciteit toe te voegen.

Honeywell is van plan om zijn kwantumvolume elke vijf jaar te vertienvoudigen. Het ziet ernaar uit dat het bedrijf hier deze periode sowieso in gaat slagen. Alleen al in de afgelopen vijf maanden heeft Honeywell zijn beschikbare kwantumvolume al verviervoudigd.

Gaan we straks allemaal massaal over op kwantumcomputers?

Kwantumcomputers kunnen bits verwerken die een waarde hebben van 0 en 1 tegelijkertijd. Hierdoor zijn ze krachtiger dan traditionele computer. Ontwikkelingen in quantum computing betekenen echter niet dat reguliere computers verdwijnen. Kwantumcomputers en conventionele computers zijn beide geschikt voor verschillende soorten workloads. Waarschijnlijk zullen de systemen nog tientallen jaren naast elkaar blijven draaien. 

lees ook

Kwantumcomputers: verre droom of actueel gevaar?

Kwantumcomputers zijn vooral meer geschikt om complexe berekeningen uit te voeren op het gebied van chemie, logistiek en verkeer en het trainen van AI-modellen. Ook kunnen kwantumcomputers gebruikt worden voor hardnekkige problemen, zoals het verminderen van de hoeveelheid koolstof in de atmosfeer. 

Honeywell is van plan om ’s werelds meest krachtige kwantumcomputer uit te brengen. Dat maakte het bedrijf deze week bekend. Het bedrijf maakte een claim gebaseerd op het beloofde kwantumvolume van 64. Volgens Honeywell is dat het dubbele van wat de huidige beste kwantumcomputer kan leveren. 

Het ziet ernaar uit dat de recordhouder waarover Honeywell het heeft die van IBM is. IBM bedacht de term ‘kwantumvolume‘ en gaf afgelopen januari aan een kwantumvolume van 32 bereikt te hebben. 

“Dankzij kwantumcomputing kunnen we complexe wetenschappelijke en zakelijke uitdagingen oplossen. Er zullen stapsgewijze verbeteringen komen in rekenkracht, gebruikskosten en snelheid”, vertelt Darius Adamczyk, CEO en voorzitter van de raad van bestuur van Honeywell, in een verklaring.

Race naar de beste kwantumcomputer

Kwantumvolume is een meeteenheid die het aantal, de verbondenheid en het lage foutenpercentage van qubits in overweging neemt. IBM kwam met het kwantumvolume omdat alleen het aantal qubits niet voldoende is om te bewijzen dat de ene kwantumcomputer beter is dan de andere. Een kwantumcomputer met veel qubits, maar een groot foutenpercentage zal bijvoorbeeld niet in staat zijn om complexe problemen op te lossen.

De aankondiging van Honeywell wijst ons nogmaals op de grote concurrentiestrijd die momenteel gaande is in de wereld van kwantumcomputers. Honeywell vertelt dat meer dan 100 wetenschappers, engineers en softwareontwikkelaars werken aan het kwantumcomputing project. Met dit team werken ze aan de fysieke hardware en de algoritmes die erop gaan draaien.

Eerste kwantum klant

JPMorgan Chase zal een van de allereerste grote klanten zijn voor een kwantumcomputer. Het bedrijf wil zijn klanten ondersteunen in verschillende financiële diensten. Kwantumcomputing zal het bedrijf hierin een voorsprong opleveren. Het ziet ernaar uit dat JPMorgan de Honeywell kwantumcomputer zal gaan gebruiken. Honeywell werkt momenteel aan een manier waarop kwantumcomputers complexe financiële problemen kunnen oplossen. 

Honeywell geeft aan dat het bedrijf gaat samenwerken met het Azure Quantum aanbod van Microsoft Azure. Eindgebruikers kunnen de klassieke hulpmiddelen van Azure en de kwantumcomputing middelen van Honeywell gebruiken. Hiermee kunnen ze hybride algoritmes gebruiken voor het oplossen van verschillende problemen.

Lees ook: Ontdek wat kwantum-computers voor jou betekenen met Azure Quantum

IBM denkt binnen drie tot vijf jaar kwantumcomputers te commercialiseren, wanneer deze in specifieke domeinen beter presteren dan supercomputers. Big Blue wil eerst bewijzen dat kwantumcomputers bepaalde taken sneller kunnen uitvoeren dan supercomputers.

Het bereiken van quantum supremacy is een belangrijke mijlpaal voor kwantumcomputers. Dit is namelijk hét moment waarop deze krachtpatsers de voor nu ’s werelds krachtigste supercomputers verslaan. Het overschakelen naar een geheel ander computerplatform zou anders misschien niet te rechtvaardigen zijn. 

Quantum supremacy

IBM beweert volgens Tom’s Hardware met het oog op de Wet van Moore, dat zijn kwantumcomputers gemiddeld ieder jaar in prestatie verdubbelen. Naast IBM hebben eerder ook Google en andere fabrikanten laten weten dat om quantum supremacy te bereiken, een kwantumcomputer ten minste 50 qubits nodig heeft. 

Volgens Norishige Morimoto, directeur IBM Research in Tokyo, is IBM van plan een 58-qubit-kwantumcomputer van de volgende generatie te lanceren. Deze zou supercomputers overtreffen en dus geschikt zijn voor commercialisering.

IBM Q System One

IBM’s nieuwste systeem, de IBM Q System One, is voorzien van een 20 qubit kwantum-processor met een kwantumvolume van 16. IBM is ervan overtuigd dat het zogeheten kwantumvolume, een kwantumcomputingprestatiemetriek, nauwkeuriger is dan alleen qubits te gebruiken. Kwantumvolume gebruikt een combinatie van het aantal qubits en foutenpercentages om de real-world prestaties van een quantumprocessor te bepalen. 

-273 graden Celsius

Toch zal niet iedereen zomaar meteen een kwantumcomputer kunnen aanschaffen, wanneer deze beschikbaar komt. Dit type computer vraagt om een werkomgeving van -273 graden Celsius om zo de qubits tegen interferentie te beschermen. IBM ziet kwantumcomputers dan ook als aanvulling op klassieke supercomputers. Bovendien zullen ze aanvankelijk alleen geschikt zijn voor beperkte AI-applicaties, gezien ze voor nu niet overweg kunnen met bredere AI-applicaties.

Hoewel de computergigant momenteel wordt beschouwd als een van de leiders op het gebied van kwantumverwerking, werken ook andere fabrikanten aan een kwantumcomputer. Partijen als Google, Intel, Microsoft, NEC, Fujitsu, Alibaba, IonQ, Rigetti en D-Wave zijn elkaars concurrenten op dit gebied en proberen elkaar te verslaan om quantum supremacy als eerste te bereiken.

 

Gerelateerd: Atos lanceert gratis kwantumprogrammeertools myQLM