AI & computing › Kwantumcomputing & AI-hybrides
Zes manieren om een kwantumcomputer te bouwen: dit zijn de verschillen
IBM, Google en IonQ bouwen allemaal kwantumcomputers, maar met compleet verschillende technieken. Van bevroren supergeleidende chips tot zwevende atomen die met laserlicht worden bestuurd: elke aanpak heeft eigen voor- en nadelen. Een overzicht van de zes belangrijkste hardware-benaderingen en waar ze het verst mee zijn.
Een kwantumcomputer draait om de qubit, de kwantumversie van de bit in een gewone computer. Maar er bestaat niet één manier om zo'n qubit te maken. Bedrijven als IBM, Google, IonQ, Quantinuum, QuEra en Microsoft kiezen elk hun eigen fysieke systeem, met eigen sterke en zwakke punten. Het aantal qubits alleen zegt daarom weinig: duizend foutgevoelige qubits kunnen minder waard zijn dan vijftig stabiele exemplaren.
Supergeleiders en gevangen ionen
IBM, Google en Rigetti gebruiken supergeleidende chips: elektrische circuits die worden gekoeld tot ongeveer 15 millikelvin, kouder dan de diepe ruimte. Bij die temperatuur geleidt het materiaal stroom zonder weerstand en ontstaat kwantumgedrag. Het voordeel is dat de chips met bestaande halfgeleidertechniek te maken zijn, wat opschalen vergemakkelijkt. Het nadeel is een korte coherentietijd: de qubits 'vergeten' hun toestand al na microseconden. Google's Willow-chip liet in december 2024 zien dat foutcorrectie daadwerkelijk werkt naarmate er meer fysieke qubits bijkomen. IBM mikt voor 2029 op zijn Starling-systeem met 200 logische qubits.
IonQ en Quantinuum kiezen voor een andere route: ionenvallen. Daarbij wordt een elektron van losse atomen gehaald, waarna de geladen deeltjes in een vacuümkamer worden vastgehouden met elektromagnetische velden. Laserlicht bestuurt vervolgens hun energietoestand. Omdat elk ion van hetzelfde element identiek is, ontstaan er minder productiefouten dan bij chipgebaseerde qubits. IonQ meldde in oktober 2025 een gate-betrouwbaarheid van 99,99 procent; Quantinuum rapporteerde in maart 2026 rekenwerk met 94 foutbeschermde qubits. Het lastigste punt blijft opschalen: hoe meer ionen in één val, hoe moeilijker ze te sturen zijn.
Licht, atomen en omstreden natuurkunde
Fotonische kwantumcomputers, ontwikkeld door onder meer Xanadu en PsiQuantum, coderen informatie in eigenschappen van losse lichtdeeltjes. Die interageren nauwelijks met hun omgeving, wat reizen door glasvezel makkelijk maakt maar het combineren van deeltjes juist lastig. PsiQuantum haalde in 2025 een miljard dollar op voor een fouttolerant systeem tegen 2029.
Bij neutrale-atoomcomputers, het domein van QuEra en Atom Computing, worden ongeladen atomen vastgehouden met laserpincetten (optical tweezers) en tijdens de berekening zelfs verplaatst. Een team van Caltech demonstreerde in 2025 al een array van 6.100 atomen.
De meest omstreden aanpak is de topologische kwantumcomputer. Microsoft claimde in 2025 met zijn Majorana 1-chip acht topologische qubits, een aankondiging die veel kritiek kreeg van natuurkundigen over de gebruikte verificatiemethoden. Een vervolgchip in 2026 verbeterde de resultaten, maar het wetenschappelijke debat is nog niet gesloten.
Los van deze algemene rekenmachines bestaan kwantumgloeiers (annealers), die niet werken met kwantumalgoritmes maar specifiek zijn gebouwd om optimalisatieproblemen op te lossen.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Geen van de zes technieken heeft nu al gewonnen: elke aanpak maakt andere afwegingen tussen stabiliteit, snelheid en opschaalbaarheid. Welke methode straks de praktijk domineert, bepaalt hoe snel kwantumcomputers echt bruikbaar worden voor bijvoorbeeld medicijnontwikkeling, materiaalonderzoek of cryptografie.
- Rydberg-toestand
- Een sterk aangeslagen energietoestand van een atoom, waarin het over korte afstand met naburige atomen kan wisselwerken. Neutrale-atoomcomputers gebruiken dit om qubits met elkaar te laten rekenen.
- Majorana-nulmodus
- Een hypothetisch deeltje dat zich anders gedraagt dan gewone deeltjes en de basis vormt voor topologische qubits. Het bestaan ervan in bruikbare vorm staat nog ter discussie in de wetenschap.
- kwantumannealing
- Een specifieke reken-aanpak waarbij een optimalisatieprobleem wordt vertaald naar het energielandschap van een kwantumsysteem, dat vervolgens naar de laagste energietoestand toe beweegt in plaats van kwantumalgoritmes stap voor stap uit te voeren.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
