Nederland krijgt eerste quantumcomputer in Amsterdams datacenter

Nederland zal als een van de eerste landen in Europa een quantumcomputer huisvesten. Dit baanbrekende systeem wordt ondergebracht in het AMS17-datacenter van Digital Realty, gelegen op het Amsterdam Science Park. De installatie vindt plaats in samenwerking met SURF en wordt mede gefinancierd via het EuroHPC JU-programma. De quantumcomputer komt naast de nationale supercomputer Snellius te staan, wat een strategische keuze is om hybride toepassingen tussen klassieke en quantumcomputing mogelijk te maken.

De quantumcomputer zal minimaal 16 fysieke qubits bevatten. Qubits vormen de kern van quantumcomputers en onderscheiden zich van de binaire bits van traditionele computers doordat ze zich tegelijkertijd in een superpositie van beide toestanden “0” en “1” kunnen bevinden. Dit unieke vermogen stelt quantumcomputers in staat om meerdere berekeningen gelijktijdig uit te voeren, waardoor ze voor specifieke vraagstukken aanzienlijk krachtiger kunnen zijn dan traditionele computers. Denk hierbij aan complexe wetenschappelijke berekeningen, zoals simulaties op het gebied van klimaatverandering.

Uitdagingen bij de huisvesting van een quantumcomputer

Het integreren van een quantumcomputer in een datacenter brengt aanzienlijke technische uitdagingen met zich mee. Quantumcomputers werken op basis van fundamentele principes uit de quantummechanica, zoals superpositie en verstrengeling. De extreme kwetsbaarheid van qubits maakt hen gevoelig voor verstoringen door externe factoren, wat kan leiden tot dataverlies. Om dit te minimaliseren, moeten quantumcomputers functioneren bij extreem lage temperaturen, vaak in de orde van millikelvins, om thermische ruis te beperken.

Hoewel quantumcomputers indrukwekkende prestaties kunnen leveren bij specifieke problemen, vereisen ze aanzienlijke rekenkracht en geavanceerde technologie om ze te ontwerpen, simuleren en programmeren. Het is niet de verwachting dat quantumcomputers klassieke computers volledig zullen vervangen; in plaats daarvan zullen ze samenwerken in hybride systemen waarin traditionele supercomputers en quantumcomputers complementair worden ingezet.

Opschaling en de toekomst van quantum computing

Op dit moment bestaan er quantumcomputers met enkele tientallen tot honderden qubits. Om commercieel relevante quantumcomputing mogelijk te maken, moet het aantal qubits echter opgeschaald worden naar meer dan een miljoen. Dit stelt onderzoekers en ingenieurs voor grote uitdagingen, zoals het verbeteren van de stabiliteit van qubits, het verminderen van foutmarges en het ontwikkelen van efficiëntere interconnectietechnologieën.

Een van de grootste obstakels blijft foutcorrectie, aangezien qubits gevoelig zijn voor decoherentie en fouten. Doorbraakinnovaties in materiaalgebruik en cryogene technologie zullen nodig zijn om betrouwbare en grootschalige quantumcomputing mogelijk te maken. Hoewel de vooruitgang in de afgelopen jaren aanzienlijk is geweest, wordt geschat dat quantumcomputers met commerciële waarde pas over 10 tot 15 jaar breed inzetbaar zullen zijn.

Samenwerking met QuTech en Intel

De vooruitgang in quantumtechnologie wordt mede mogelijk gemaakt door samenwerkingen binnen de academische en industriële wereld. Een voorbeeld hiervan is de samenwerking tussen QuTech (een initiatief van de TU Delft en TNO) en Intel. In 2021 ontwikkelden en testten onderzoekers van QuTech en Intel gezamenlijk een cryogene chip, bekend als Horse Ridge. Deze chip maakt het mogelijk om qubits aan te sturen bij extreem lage temperaturen, wat een belangrijke stap is in de schaalbaarheid van quantumcomputers.

Een specifiek probleem bij quantumcomputers is het zogenaamde ‘bedradingsknelpunt’. Quantumprocessoren vereisen elektronische besturing, die traditioneel op kamertemperatuur wordt geplaatst. Dit betekent dat veel bedrading naar de cryogene kamer moet worden geleid, wat de schaalbaarheid belemmert. Dankzij de ontwikkeling van cryogene elektronica kunnen besturingssystemen dichter bij de qubits worden geplaatst, wat het aantal benodigde draden drastisch vermindert en de schaalbaarheid vergroot.

Cruciale samenwerking met Digital Realty

De integratie van een quantumcomputer in een professioneel datacenter zoals AMS17 vereist een andere aanpak dan bij standaard ICT-apparatuur. SURF’s Innovatiemanager Lab Axel Berg benadrukt het belang van de samenwerking met Digital Realty: “De colocatie van een quantumcomputer in een professioneel datacenter is complex vanwege de unieke opstelling, vereisten en procedures. Dankzij de expertise van Digital Realty kunnen we ervoor zorgen dat de installatie en exploitatie succesvol verlopen.”

SURF host quantumcomputer in Amsterdam

SURF zal in Nederland de quantumcomputer hosten, waarmee het een cruciale stap zet in de ontwikkeling van de nationale en Europese digitale infrastructuur. De quantumcomputer is een van de eerste systemen in Europa die via het EuroHPC-programma wordt gefinancierd en maakt deel uit van de bredere Europese inspanningen om een krachtige, operationele Quantum-HPC-infrastructuur op te zetten.

Dankzij deze vooruitstrevende stap wordt Nederland een belangrijke speler binnen het EuroHPC-netwerk, wat niet alleen de nationale wetenschappelijke en technologische ontwikkelingen versterkt, maar ook internationale samenwerking stimuleert op het gebied van high-performance en kwantumcomputing.

Met deze ontwikkelingen zet Nederland een belangrijke stap in de quantumrevolutie en verstevigt het zijn positie als een van de koplopers in Europa op het gebied van quantumtechnologie.

Door: Drifter