Microsoft presenteerde woensdag een nieuwe kwantumchip, die revolutionaire toepassingen ‘binnen jaren, niet tientallen jaren’ mogelijk moet maken. De reacties van experts lopen uiteen van terughoudend tot verbolgen. ‘Dit is grote oplichterij.’
is wetenschapsredacteur voor de Volkskrant. Hij schrijft over sterrenkunde, natuurkunde en ruimtevaart.
Het zijn grote woorden, waarmee Microsoft woensdag de gloednieuwe kwantumchip ‘Majorana 1’ presenteert: een ‘mijlpaal’, en een ‘cruciaal moment’. ‘Deze chip maakt kwantumcomputers mogelijk die betekenisvolle problemen op industriële schaal kunnen oplossen binnen jaren, in plaats van binnen tientallen jaren’, schrijft het bedrijf onder meer in een persverklaring.
‘Majorana 1’ is, zo zegt Microsoft, de eerste zogeheten topologische kwantumchip ter wereld: een bouwsteen van een toekomstige kwantumcomputer, een apparaat dat rekent met de natuurwetten uit de kwantumfysica, de theorie die de wereld beschrijft op de schaal van elementaire deeltjes.
In die wereld zijn rare, naar menselijke maatstaven onbegrijpelijke dingen mogelijk: deeltjes die op meerdere plekken tegelijk kunnen zijn, bijvoorbeeld. Of die ‘verstrengelen’, zoals fysici dat zeggen. Oftewel: zodanig verbonden raken dat wie een meting verricht aan het ene deeltje, ook invloed uitoefent op het andere deeltje, zelfs als deeltje één op aarde staat en zijn verstrengelde kompaan zich bij wijze van spreken op Mars bevindt.
Wie die gekke eigenschappen uitbuit, kan computers maken waarin reguliere bits, de nullen en enen waarin computers informatie verpakken, vervangen worden door zogeheten qubits. Die zijn niet nul óf een, maar kunnen ook nul en een tegelijk zijn.
Door die revolutionair andere manier van rekenen, zijn kwantumcomputers op papier in staat om bepaalde typen problemen veel sneller op te lossen dan zelfs de krachtigste ‘ouderwetse’ supercomputer. Experts dromen van toepassingen als het ontwerpen van medicijnen die perfect zijn toegespitst op het lichaam van een individu, en het ontwikkelen van nieuwe materialen die een energierevolutie kunnen ontketenen.
Zulke kwantumcomputers zijn niet alleen luchtfietserij: ze bestaan al, op bescheiden schaal. Bij bedrijven als IBM en Google en aan onderzoeksinstituten als het Nederlandse QuTech in Delft worden kwantumcomputers van enkele tientallen tot honderden qubits gebruikt voor berekeningen en experimenten.
Maar dan het exemplaar van Microsoft. Dat pakt de zaken net iets anders aan dan de concurrentie. Die computer maakt gebruik van zogeheten majorana’s: in het lab gefabriceerde deeltjes die in theorie bij uitstek geschikt zijn als qubits.
Majorana’s hebben door hun vorm – topologie, zeggen kenners – van nature een zekere bescherming tegen de rekenfouten die zich in kwantumcomputers kunnen opstapelen. Vandaar dat zulke topologische kwantumcomputers op papier veel stabieler zijn en, als het werkt, de concurrentie wegvagen.
Die ‘als het werkt’ is echter cruciaal. Twee vakartikelen waarmee de Nederlandse majoranapionier Leo Kouwenhoven zijn werk aan majorana’s had gestut, ooit het belangrijkste fundament onder de kwantumambities van Microsoft, werden in 2021 teruggetrokken: het bestaan van de majorana’s die hij dacht te maken in zijn lab, bleek bij nader inzien niet bewezen.
In 2022 vertrok Kouwenhoven bij Microsoft, tegenwoordig is hij weer in dienst bij de TU Delft. Een integriteitscommissie concludeerde dat hij de wetenschappelijke integriteit niet had geschonden, maar wel onzorgvuldig had gehandeld als leidinggevende en co-auteur bij een van de twee teruggetrokken publicaties.
Ondertussen zette Microsoft het onderzoek naar topologische kwantumcomputers door en begon daarover ook weer te publiceren in wetenschappelijke tijdschriften, met als voorlopig hoogtepunt de publicatie woensdag over hun nieuwe kwantumchip in het vaktijdschrift Nature.
Volgens fysicus Vincent Mourik (Forschungszentrum Jülich), die rond 2010 in Kouwenhovens groep werkte en later mede de discussie aanzwengelde rond de twee eerder teruggetrokken publicaties, is echter ook met dit nieuwe artikel van alles mis.
‘De meetgegevens vind ik wazig, een beetje brak’, zegt hij. ‘Je verwacht iets overtuigenders wanneer majorona’s echt bestaan.’ Hij verwijt Microsoft bovendien dat ze met hun nieuwe studie voortborduren op een onderzoek uit 2023 waarop volgens Mourik ‘steeds meer kritiek klinkt binnen het vakgebied’.
En dan nu weer deze nieuwe claim van Microsoft. Hij ziet het als een soort kaartenhuis: ‘Ze stapelen twijfelachtig resultaat op twijfelachtig resultaat.’
De woensdag verschenen Nature-publicatie, die het bewijs van de werkzaamheid van ‘Majorana 1’ zou aantonen, houdt overigens nadrukkelijk een slag om de arm. ‘Deze metingen bewijzen op zichzelf niet dat de waargenomen toestanden topologisch zijn’, schrijft Microsoft onder meer, een veel bescheidener claim dan wat ze in hun bedrijfsaankondiging zeggen.
‘Op basis van dit artikel zou ik niet willen beweren dat er al een werkzame topologische kwantumchip is’, oordeelt daarom ook fysicus Michael Wimmer, die bij kwantuminstituut QuTech aan de TU Delft onder meer onderzoek doet naar majoranaqubits, en die tot een jaar geleden soms als consultant voor Microsoft werkte. Wel roemt hij het artikel zelf, dat hij ‘een heel mooi experiment met een heel indrukwekkend resultaat’ noemt.
Ook fysicus Lieven Vandersypen van QuTech, die aan een concurrerende kwantumcomputertechnologie werkt, oordeelt dat Microsoft met hun aankondiging iets belooft dat ze nog niet kunnen waarmaken. ‘Hun claims in het persbericht worden niet onderbouwd door het bewijs in dit vakartikel.’
‘Dit is grote oplichterij’, oordeelt Mourik daarom. Maar in die beoordeling wil iemand als Wimmer niet meegaan. ‘Ik geloof niet dat Microsoft boosaardig bezig is. Ik denk dat de onderzoekers naar eer en geweten handelen.’
Alles over wetenschap vindt u hier.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant