Wereldwijd proberen wetenschappers om als eerste een kwantumcomputer te bouwen. Deze computer kan voor een doorbraak zorgen bij het ontdekken van medicijnen en nieuwe materialen. Leidse onderzoekers doen, in nauwe samenwerking met de TU Delft, mee aan de race. Over hun werk staat nu een dossier online.

Rekenbarriere van de klassieke computer

De computer zoals wij die nu kennen loopt tegen een onoverkomelijke rekenbarriere aan. Een bekend voorbeeld van zo'n barriere is de kortste route tussen steden. Voor twintig steden kan een klassieke computer nog alle mogelijke routes nalopen, maar met iedere stad erbij verveelvoudigt het aantal routes. Al bij honderd steden zou het eeuwen duren om de kortste route te vinden.

Tovenarij van de kwantumcomputer

Een kwantumcomputer vindt de kortste route niet door van alle routes de lengte te bepalen, maar door ze allemaal in een keer met elkaar te vergelijken, waarna de kortste er vrijwel meteen uit rolt. Het klinkt als tovenarij, maar het is bewezen dat dit in principe kan. Dit geldt voor veel wetenschappelijke berekeningen: we weten hoe het moet, maar het aantal mogelijkheden wordt voor een klassieke computer al snel te groot. Als die barriere wegvalt, kunnen we gaan uitrekenen welk molecuul het perfecte geneesmiddel is voor een ziekte. Of welk materiaal bij kamertemperatuur nog supergeleidend is, wat een enorme impact zou hebben op onze energievoorziening. Ook zouden we in veel gevallen zeer dure experimenten kunnen vervangen door veel goedkopere, bijna perfecte kwantumcomputersimulaties.

Majorana-deeltje als bouwsteen

Leidse natuurkundigen ontdekten hoe je het Majorana-deeltje als bouwsteen voor deze kwantumcomputer zou kunnen inzetten. Samen met onderzoeksgroepen in Delft hopen zij de eerste kwantumcomputer te bouwen. Dat is geen verre toekomstmuziek: misschien is hij er al binnen de komende vijf jaar. Als wetenschappers er in slagen de kwantumcomputer te bouwen, wordt het geen concurrent van de PC of de tablet. Theoretisch fysicus Carlo Beenakker: 'Het zal een enorm apparaat worden, ter grootte van een sporthal, en hij zal een paar miljard euro kosten. Maar dat is geen probleem, dat kost een fabriek voor computerchips nu ook, en die worden ook gebouwd.'

Qubits en kwantuminternet

Over het Leidse onderzoek, en de fascinerende kwantumwereld, staat nu een wetenschapsdossier online. Het dossier gaat onder meer in op het onderzoek naar de mysterieuze qubit, waarmee de kwantumcomputer zal rekenen. Ook het kwantuminternet, waarmee het mogelijk zou moeten zijn om boodschappen absoluut veilig te versturen, komt aan de orde.