Eerste TU/e-kwantumcomputeremulator gaat live
Rysp is een digitale replica met dezelfde rekencapaciteiten als de echte kwantumcomputer van de universiteit.
Published on June 11, 2025
Mauro verruilde Sardinië voor Eindhoven en volgt als GREEN+ expert de energietransitie. Hij vertelt data-gedreven verhalen en maakt series over duurzaamheid.
Gistermiddag ging de kwantumcomputeremulator van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) online. Achter deze verfijning schuilt de mogelijkheid om rekenkracht te ontsluiten die voorheen niet beschikbaar was. Het is de eerste kwantumcomputeremulator van de universiteit die live gaat. De mijlpaal werd gevierd met een openingsevenement in het Qubit-gebouw van de TU/e.
Deze inspanning is een gezamenlijke inspanning, onder de paraplu van Quantum Delta NL, een door de overheid gefinancierd initiatief om een kwantumcomputerindustrie in Nederland te creëren. Rysp is online via het Quantum Inspire (QI) platform. QI is ontworpen en gebouwd door QuTech van de TU Delft, een speciaal onderzoeksinstituut. Gebruikers kunnen inloggen op het systeem, de mogelijkheden testen en feedback geven aan de onderzoekers.
Stap voorwaarts
“Dit is een zeer belangrijke stap voor ons en een eerste stap in de verdere ontwikkeling van de technologie,” zei Servaas Kokkelmans, kwantumfysicus en medeoprichter van het Eindhoven Hendrik Casimir Institute (EHCI). Het EHCI is een universitair instituut dat onderzoek op het gebied van fotonica en kwantumtechnologie combineert.
Zoals in veel andere voorbeelden van digitale tweelingen, wordt deze replica gebruikt om simulaties uit te voeren. Het bij de hand hebben van een platform om mee te experimenteren is vooral nuttig op het gebied van quantum computing, gezien de hoge kosten van hardware. Systemen op instapniveau, met een rekencapaciteit van 1 tot 50 qubits, kunnen tot $ 2 miljoen kosten.
Hoe werkt een kwantumcomputer?
Een quantumcomputer gebruikt de principes van de quantummechanica om informatie te verwerken. Terwijl traditionele computers gebruik maken van bits (met een waarde van 0 of 1), gebruiken kwantumcomputers qubits, die 0, 1 of beide tegelijk kunnen vertegenwoordigen, dankzij hun superpositie-eigenschap. Dit stelt kwantumcomputers in staat om complexe computerproblemen op te lossen, zoals het ontbinden in factoren van grote getallen, het simuleren van moleculen en het optimaliseren van systemen.
Ruby en Sapphire
De quantumcomputinginfrastructuur van de TU/e maakt gebruik van neutral-atom quantum computing. Deze rekenmethode maakt gebruik van individuele, elektrisch neutrale atomen als qubits (kwantumbits) om berekeningen uit te voeren. Neutrale-atoom computers gebruiken alkali-atomen.
In het geval van de TU/e-hardware zijn er twee kwantumcomputersystemen: Ruby gebruikt rubidium (Rb) atomen, terwijl Sapphire vertrouwt op strontium (Sr) atomen. De eerste gebruikt een blauwe laserstraal om atomen te vangen, terwijl de tweede een rode laserstraal gebruikt. Ruby heeft een rekencapaciteit van 50 bits.
Tijdens het evenement kregen bezoekers de kans om de twee kwantumcomputers in levende lijve te zien en zo een beter inzicht te krijgen in de complexiteit van de technologie. Een optische pincet, gemaakt met behulp van een laser, houdt de atomen op hun plaats in de kwantumcomputer. Tegelijkertijd houdt een vacuümkamer de atomen op zo'n manier vast dat er bijna geen moleculen in zitten en dat er geen warmte door deze kamer kan stromen. In deze kamer worden de atomen gekoeld tot 4 microkelvin, of vier miljoenste van een kelvin (ongeveer 0,0000004 °C). Om gegevens te lezen en te schrijven met behulp van qubits, worden lasers gebruikt om de atomen te ‘vangen’. Achter deze verfijning schuilt de mogelijkheid om rekenkracht te ontsluiten die voorheen niet beschikbaar was.
The Sapphire quantum computer - © IO+
De rol van Quantum Delta NL
Ryps online hebben is goed nieuws voor het hele Nederlandse quantumecosysteem. "Als Quantum Delta NL hebben we de opdracht gekregen om een competitief quantum computing ecosysteem in Nederland op te zetten. Dit is een belangrijke stap in de reis om deze industrie op te zetten. Hopelijk is dit de eerste stap om de technologie vooruit te stuwen", aldus Pieter de Witte, directeur van de onderzoeksprogramma's van de organisatie.
In 2021 ontving Quantum Delta NL €615 miljoen aan overheidsfinanciering uit het Nationaal Groeifonds. Het initiatief heeft als doel om binnen zeven jaar een toonaangevend Europees kenniscluster neer te zetten, dat bijdraagt aan de Nederlandse economie en op termijn uiteindelijk 30.000 hoogwaardige banen creëert. “Uiteindelijk willen we een sterke industrie neerzetten, met een solide toeleveringsketen”, voegt De Witte toe.
Van digitale tweeling naar echte kwantumcomputer
Om de Ruby en Sapphire online te zien, zal het volgens Kokkelmans nog minstens een jaar duren. Ondanks het feit dat er al een hoge kwantumgetrouwheid is bereikt, waarbij wordt gemeten hoe dicht de werkelijke toestand of werking bij de bedoelde of ideale toestand of werking ligt, moet er nog meer werk worden verricht.
"Er is nog veel ruimte voor technologische ontwikkeling, om bijvoorbeeld betere lasers te ontwerpen. Maar we moeten ook meer ervaring opdoen. Vaak stuiten onderzoekers op onverwachte natuurkundige fenomenen die we nog niet kenden en die dus bestudeerd moeten worden," concludeerde hij.