Technologie
Kwantumcomputers in de ruimtevaart
Een computer die niet met nullen en enen rekent, maar met kwantumtoestanden die tijdelijk allebei tegelijk kunnen zijn. Waar een gewone computerbit altijd 0 of 1 is, kan een kwantumbit (qubit) dankzij superpositie tijdelijk een mengsel van beide toestanden aannemen — wat kwantumcomputers in potentie in staat stelt bepaalde soorten berekeningen exponentieel sneller uit te voeren dan klassieke computers.
Wat kan een kwantumcomputer beter?
Kwantumcomputers zijn geen "snellere versie" van gewone computers voor elke taak — voor de meeste dagelijkse toepassingen bieden ze geen voordeel. Hun kracht zit in specifieke probleemtypen: het doorzoeken van enorme oplossingsruimtes (zoals de kortste of zuinigste route tussen talloze mogelijkheden), het simuleren van moleculen en materialen op kwantumniveau, en bepaalde vormen van optimalisatie.
NASA onderzoekt dit potentieel al jaren via het Quantum Artificial Intelligence Laboratory (QuAIL) bij het Ames Research Center, opgezet in samenwerking met Google en de Universities Space Research Association, en uitgerust met kwantumannealers van het bedrijf D-Wave — machines die gespecialiseerd zijn in optimalisatieproblemen.
In perspectief
- Toekomstige toepassingen die worden onderzocht: het optimaliseren van vluchtroutes en brandstofgebruik voor complexe multi-missies, het efficiënter plannen van communicatienetwerken tussen ruimtetuigen, en het simuleren van nieuwe materialen die bestand moeten zijn tegen extreme ruimteomstandigheden.
- Kwantumcomputers blijven nog altijd extreem gevoelig voor storingen (decoherentie genoemd) en moeten doorgaans tot vlak boven het absolute nulpunt worden gekoeld om betrouwbaar te functioneren — een technische hindernis die grootschalige, praktische toepassing nog altijd in de weg staat.
- De combinatie van kwantumcomputers met kwantumcommunicatietechnologie zoals gedemonstreerd door de Chinese Micius-satelliet, wijst op een bredere toekomst waarin "kwantumnetwerken" rekenkracht en communicatie op een fundamenteel nieuwe manier verbinden.