Een quantumcomputer in China voerde een berekening uit in seconden waar de snelste klassieke supercomputer miljarden jaren voor nodig zou hebben. De machine, Jiuzhang 4.0 genaamd, is de nieuwste versie van een fotonische quantumcomputer ontwikkeld door onderzoekers van de University of Science and Technology of China in Hefei.
Een snelheidskloof groter dan ooit
Het team liet een steekproefprobleem genaamd Gaussian boson sampling draaien. Jiuzhang 4.0 voltooide de taak in enkele seconden. De onderzoekers schatten dat hetzelfde probleem een klassieke supercomputer ongeveer 2,4 miljard jaar zou kosten. Die kloof is veel groter dan wat eerdere versies van Jiuzhang bereikten. De vorige recordhouder, Jiuzhang 3.0, was ongeveer 10 biljard keer sneller dan een klassieke machine. De nieuwe versie is ruwweg 1 biljard keer sneller dan zijn voorganger.
Hoe de machine werkt en wie hem bouwde
Jiuzhang 4.0 gebruikt fotonen, of lichtdeeltjes, om berekeningen uit te voeren. In tegenstelling tot conventionele computers die afhankelijk zijn van siliciumchips en elektrische signalen, stuurt dit systeem fotonen door een netwerk van spiegels, bundelsplitsers en andere optische componenten. De fotonen interfereren met elkaar op manieren die de resultaten van een berekening coderen. De machine is gebouwd door een team onder leiding van Pan Jianwei en Lu Chaoyang van de Chinese Academie van Wetenschappen. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift Physical Review Letters in februari 2025.
Waarom dit lokaal en wereldwijd belangrijk is
Voor Chinese wetenschappers en de bredere onderzoeksgemeenschap vertegenwoordigt Jiuzhang 4.0 een concrete stap richting wat quantum suprematie wordt genoemd, het punt waarop een quantumcomputer elke klassieke computer kan overtreffen bij een praktische taak. De machine lost nog geen algemene problemen op, maar het laat zien dat fotonisch quantumcomputeren kan opschalen. Het team verhoogde het aantal gedetecteerde fotonen van 255 in Jiuzhang 3.0 naar 430 in Jiuzhang 4.0. Die sprong in schaal maakte de snelheidssprong mogelijk. De prestatie houdt China ook in een spannende race met de Verenigde Staten en andere landen om bruikbare quantumcomputers te bouwen.
Het Jiuzhang 4.0 resultaat betekent niet dat quantumcomputers klaar zijn voor dagelijks gebruik. De machine is nog steeds een gespecialiseerd apparaat gebouwd voor één type berekening. Maar de grootte van de snelheidskloof laat zien hoe ver fotonisch quantumcomputeren is gekomen. Voor onderzoekers in Hefei en over de hele wereld is de vraag niet langer of quantumcomputers klassieke kunnen overtreffen. Het is hoe snel ze dat zullen doen bij problemen die er toe doen.
