De Bell Labs van Quantum Computing

Raymond Laflamme kan je nog geen kwantumcomputer verkopen. Maar hij zal je een logic board van $ 13.000 verkopen voor het meten van verstrengelde fotonen.

Super cool: Een close-up van een supergeleidend circuit dat werkt bij -269 °C.

Het is een begin.

Laflamme is hoofd van het Institute for Quantum Computing aan de Universiteit van Waterloo, een onderzoekscentrum dat deel uitmaakt van een quixotische, grootse inspanning van Mike Lazaridis, medeoprichter van de smartphonemaker BlackBerry, om een ​​kwantumcomputer uit te vinden en deze stad 70 mijl van Toronto te veranderen naar een kwantumvallei.

Sinds 1999 heeft Lazaridis $ 270 miljoen achter zijn visie gestoken en betaald om enkele van 's werelds beste theoretische natuurkundigen te rekruteren. Hoewel hij denkt dat een echte kwantumcomputer nog 10 jaar verwijderd is, gelooft hij dat de eerste ontdekkingen nu gecommercialiseerd kunnen worden, waardoor Waterloo een bloeiend industrieel cluster wordt dat is gebouwd rond kwantuminformatiewetenschap.

Waterloo heeft een van 's werelds beste informatica-afdelingen aan de Universiteit van Waterloo. Het is ook de thuisbasis van BlackBerry, voorheen bekend als Research in Motion, en een steeds rijker wordend ecosysteem van startups. Maar kwantummechanica is niet bepaald een gemakkelijke elevator pitch. Hoewel de regio een mekka voor ondernemerschap is, is het een heel andere uitdaging om pure kwantumtechnologie te commercialiseren, zegt Rolf Horn, een postdoc bij het instituut die probeert een bedrijf te starten om een ​​apparaat te verkopen dat fotonen kan produceren die kwantumeffecten vertonen.

Quantumcomputers zouden in staat moeten zijn om snel problemen op te lossen die de huidige computers niet kunnen aanraken, zoals het breken van zeer moeilijke cryptografische cijfers. Bovendien nadert de snelle vooruitgang in conventioneel computergebruik - beschreven door de wet van Moore - de fysieke limieten van materialen zoals silicium. Je hoeft niet veel van natuurkunde te weten om te beseffen dat er geld te verdienen valt om die grenzen te overschrijden, zegt Lazaridis.

Het is nog erg vroeg voor kwantumcomputers. Bij het Institute for Quantum Computing, ook zwaar gefinancierd door de Canadese overheid, werkt de meest complexe kwantumcomputer met slechts 12 qubits. Een qubit is het kwantumequivalent van een bit. Dankzij de kwantummechanica kan elke qubit zich tegelijkertijd in meerdere toestanden bevinden (stel je een bit voor dat a 0 , naar een , of beide tegelijk). Dat maakt snellere berekeningen voor sommige problemen mogelijk, maar het stabiel houden van qubits is moeilijk gebleken.

Lazaridis heeft zijn rijkdom gebruikt om topwetenschappers naar Waterloo te halen, te beginnen met een gift van $ 100 miljoen in 2000 om het Perimeter Institute for Theoretical Physics op te richten. Maar de inspanningen op het gebied van kwantumcomputers kunnen misschien niet voor altijd op zijn vrijgevigheid vertrouwen. Zijn rijkdom, althans op papier, is gekelderd met meer dan $ 2 miljard, samen met de aandelenkoers van BlackBerry, omdat zijn telefoons aan populariteit hebben ingeboet. Bij een opschudding in 2012 trad Lazaridis af als co-CEO van BlackBerry.

Quantum Valley zal ook geen echt industriecluster worden als het alleen maar de beste academische onderzoekers ter wereld rekruteert. Dat is een van de redenen waarom Lazaridis en Doug Fregin, de andere oprichter van BlackBerry, in maart een investeringsfonds van $ 100 miljoen lanceerden, Quantum Valley Investments. We hebben dit allemaal gebouwd en het was erg altruïstisch, heel veel filantropie, zegt Lazaridis. Maar sommige onderzoekers kwamen naar ons toe en zeiden, weet je, deze kwantumcomputer - een deel van de technologie waaraan we werken heeft spin-offs.

Laflamme heeft gadgets die een paar van die ideeën weerspiegelen, verspreid op een salontafel in zijn kantoor, waaronder een eenvoudige processor van twee qubits met het soldeersel nog steeds zichtbaar, en een metalen doos ter grootte van een router die handig is voor het meten van fotonbronnen. Die doos is de basis van zijn kleine startup-bedrijf Universal Quantum Devices.

Laflamme noemt het bedrijf een experiment om basisaspecten van kwantumtechnologie te commercialiseren. Als het iets kleins lijkt, bedenk dan dat de eerste producten van Hewlett-Packard, de oorspronkelijke computergigant van Silicon Valley, frequentietellers en een eenvoudige oscillator voor het meten van geluid waren.

Andere commercialiseringsinspanningen omvatten een satelliet die kwantumeigenschappen van licht zou kunnen gebruiken om versleutelde communicatie te verzenden. Een prototype zal deze zomer worden getest door het op een dieplader te plaatsen en het rond de tarwevelden van Waterloo te laten rijden, om te zien of het met een optische ontvanger op het dak van de onderzoeksgebouwen van het instituut volgt.

Het nieuwe durfkapitaalfonds van Lazaridis heeft nog niet in een van deze ideeën geïnvesteerd. Toch zegt Laflamme dat het beter gaat dan hij had verwacht. In 2001 zeiden mensen: 'Wanneer komen er spin-offs uit?' en ik zou zeggen 20 jaar, denkend: 'Daarmee ben ik veilig', zegt hij. Nu zie ik het aankomen.

zich verstoppen