De digitale tweeling van TU/e’s quantumcomputer is een Qubit Hero

Wat hebben quantumcomputers en het spel Guitar Hero met elkaar te maken? Op de TU/e-campus smelten ze samen in Qubit Hero, ’s werelds eerste quantumcomputerspel. De game is gemaakt ter ere van de recente lancering van een state-of-the-art digitale tweeling van een quantumcomputer, onderdeel van het Quantum Inspire-platform. Deze simulatie van een quantumcomputer is online toegankelijk, wat betekent dat iedereen met een beetje kennis over de materie eenvoudige computercode kan schrijven en deze op de digitale tweeling kan uitvoeren.

In tegenstelling tot klassieke computers waar informatie wordt opgeslagen in bits als 0 of 1, wordt informatie in quantumcomputers opgeslagen in qubits, die 0 en 1 tegelijkertijd kunnen opslaan, ook wel bekend in de quantumfysica als superpositie.

Wetenschappers van de TU/e – onder leiding van Servaas Kokkelmans, die de onderzoeksgroep Coherence and Quantum Technology leidt – zijn momenteel bezig met het bouwen van twee quantumcomputers die werken met neutrale atomen. Dat wil zeggen dat voor de werking ervan atomen zonder elektrische lading op hun plek worden gehouden door een laserstraal.

Voordat de fysieke quantumcomputers live gaan, brengen Kokkelmans en zijn team eerst een digital twin van een quantumcomputer online.

Waarom een digitale tweeling?
Het uiteindelijke doel van Kokkelmans is de publieke ingebruikname van de in ontwikkeling zijnde fysieke quantumcomputers. Die moeten door iedereen met de juiste training te programmeren zijn.

Voordat het zover is, wil hij de beoogde gebruikers alvast een voorproefje geven van hoe het zou zijn om zo’n quantumcomputer te gebruiken.

“Dankzij de digitale tweeling kunnen gebruikers al wennen aan wat wel en niet mogelijk is met de huidige quantumcomputers op basis van neutrale atomen”, zegt Kokkelmans. “En we kunnen de digitale tweeling gebruiken om een deel van de fysica van onze echte quantumcomputers te simuleren die van invloed zijn op de hardwareontwikkeling. De nieuwe inzichten die we daarmee opdoen, gaan van onschatbare waarde zijn.”

Verbinding met het Quantum Inspire netwerk
Eerder deze zomer kwamen quantum-enthousiastelingen op de TU/e-campus en uit de quantumgemeenschap in Nederland bijeen om de officiële lancering te vieren van de digitale tweeling, die nu ook is aangesloten op het Quantum Inspire-platform.

Daarnaast kregen de aanwezigen de kans om de ‘echte’ neutraal-atoom-quantumcomputers Ruby en Sapphire in de kelder van het Qubit-gebouw te bezoeken, die momenteel in ontwikkeling zijn. In deze computers houden lasers atomen op hun plaats in een ultrahoog vacuüm. Elk atoom vertegenwoordigt één qubit.