Een quantum computer gebruikt bijzondere natuurwetten om grote en ingewikkelde rekenproblemen op te lossen die voor gewone computers vaak veel te lastig zijn. Deze bijzondere rekenmachines zijn niet alleen sneller, maar werken ook op een heel andere manier dan computers die we nu kennen.
Hoe een quantum computer anders werkt dan een gewone computer
Een bekende computer werkt met nullen en enen. In elk onderdeel, het zogeheten bit, kan alleen een 0 of een 1 staan. Door heel veel bits slim te combineren, kan een computer moeilijke taken uitvoeren. Een quantum computer doet dit met zogenaamde qubits. Een qubit kan tegelijk een beetje 0 en een beetje 1 zijn. Dit klinkt gek, maar het is een wetenschappelijk feit. Door deze eigenschap kunnen quantum computers veel meer mogelijkheden tegelijk bekijken. Dat betekent dat ze sneller berekeningen doen bij bepaalde taken. Denk aan het oplossen van wiskundige puzzels waar gewone computers heel lang over doen.
Kwantummechanica: de basis van de quantum computer
De techniek achter een quantum computer komt uit de kwantummechanica. Dit is een onderdeel van de natuurkunde die de allerkleinste deeltjes onderzoekt. Binnen de regels van de kwantummechanica gebeuren dingen die niet logisch voelen. Zo kunnen deeltjes op twee plekken tegelijk zijn, of zich tegelijk op verschillende manieren gedragen. Deze bijzondere eigenschappen gebruikt de quantum computer om te rekenen. Dit is precies waarom deze rekenmachines sommige problemen sneller tackelen dan gewone computers.
Waar quantum computers goed in zijn
Er zijn rekenproblemen die zelfs voor ’s werelds grootste supercomputers lastig te kraken zijn. Quantum computers zijn bijvoorbeeld handig bij het uitzoeken van de beste manier om een route te plannen als je door een doolhof moet. Ze komen ook van pas bij het bestuderen van chemische reacties op atoomniveau. Daarvoor zijn ingewikkelde berekeningen nodig, waar een klassieke computer misschien jaren over doet. Voor het kraken van geheime codes of het snel vinden van fouten in gegevens zijn deze geavanceerde machines ook geschikt. Toch zijn niet alle problemen makkelijker op te lossen met quantum technologie. Veel alledaagse dingen, zoals tekstverwerking of zoeken op het internet, blijven voorlopig beter werken op oude computers.
Hoe ziet een quantum computer eruit en waarom is het moeilijk te maken?
Een quantum computer lijkt meer op een machine uit een laboratorium dan op een gewone laptop. Vaak hangt er een groot, gouden apparaat aan het plafond. Binnenin zitten kleine chips die werken onder heel koude temperaturen, soms kouder dan in de ruimte. De reden hiervoor is dat qubits heel gevoelig zijn. Ze verliezen snel hun ‘magie’ als het niet helemaal koel en stil is. Dat maakt quantum computers lastig om te bouwen, te onderhouden en te gebruiken. Er wordt nog hard gewerkt aan het oplossen van deze problemen. Daarom staat de technologie nog in de kinderschoenen. Toch zijn bedrijven en universiteiten in veel landen al druk bezig met onderzoek en testen.
Wat quantum computers kunnen betekenen voor de toekomst
Met quantum computers kunnen we straks dingen ontdekken die nu onmogelijk lijken. Denk aan het sneller ontwerpen van nieuwe medicijnen of materialen, het verbeteren van voorspellingen in het weerbericht of het nog veiliger maken van digitale communicatie. Ook kunnen ze onderzoekers helpen om de geheimen van de natuur beter te begrijpen. Maar het duurt nog jaren voordat quantum computers overal te vinden zullen zijn. Eerst moeten de moeilijkheden rond temperatuur, storingen en kosten worden opgelost. De kans is groot dat ze beginnen als hulpmiddel voor wetenschappers en grote bedrijven. Voor gebruik op school of thuis is het voorlopig nog niet zover.
Veelgestelde vragen over quantum computers
Wat is het verschil tussen een quantum computer en een normale computer?
Een normale computer werkt met bits en kan per keer één waarde hebben: 0 of 1. Een quantum computer gebruikt qubits; deze kunnen tegelijk 0 en 1 zijn. Daardoor kan een quantum computer bij sommige rekenproblemen veel sneller tot het antwoord komen.
Waarom zijn quantum computers nog niet overal te koop?
Quantum computers zijn nog duur, groot en moeilijk om stabiel te laten werken. Ze moeten extreem koud blijven en zijn erg gevoelig voor kleine storingen. Er wordt nog veel onderzoek gedaan om ze kleiner en betrouwbaarder te maken.
Voor welke taken is een quantum computer handig?
Een quantum computer is vooral geschikt voor taken zoals het oplossen van bijzondere wiskundige puzzels, het zoeken naar patronen in veel data, het kraken van codes, het simuleren van natuurverschijnselen en het voorspellen van chemische reacties.
Hoe werkt een qubit?
Een qubit is het rekenonderdeel van een quantum computer. Het verschil met een gewone bit is dat een qubit tegelijk 0 en 1 kan zijn. Deze eigenschap heet superpositie en komt uit de kwantummechanica. Zo kan een quantum computer vele berekeningen tegelijk uitvoeren.
Kunnen quantum computers gewone computers vervangen?
Quantum computers zijn goed in bepaalde soorten problemen, maar zijn niet bedoeld om gewone computers te vervangen. Voor dagelijkse taken als e-mailen of video’s kijken blijft de huidige technologie beter geschikt.
