De toekomstige Einstein Telescope en de vernieuwde LHCb-deeltjesdetector op CERN gaan mogelijk gebruik maken van quantumcomputers. De universiteit Maastricht gaat de mogelijkheden samen met computerbedrijf IBM onderzoeken.
De universiteit treedt daarvoor toe tot het IBM Q Network, een samenwerkingsverband van Fortune-500 bedrijven, academische instellingen, startups en onderzoekslaboratoria op het gebied van quantumcomputing. Dat is maandag bekend gemaakt in Maastricht.
Twee afdelingen van de faculteit Science en Engineering gaan samenwerken met IBM Research Europe. Een van de twee is de groep Gravitational Waves & Fundamental Physics, lid van de Nikhef-samenwerking.
IBM is een wereldspeler op het gebied van quantumrekenen. Daarbij wordt nuttig gebruik gemaakt van de dubbelzinnigheid van quantumgrootheden. Gewone computers rekenen met bits, die 1 of 0 zijn. In een quantumcomputer worden tegelijkertijd exponentieel veel meer berekeningen afgehandeld omdat de bits vervangen zijn door qubits, die tegelijkertijd 1 en 0 zijn.
Wereldwijd is een aantal bedrijven in de race om de eerste werkende quantumcomputer. In de aanloop werken zij veel samen met onderzoekers die behoefte hebben aan extreme rekencapaciteit.
De Maastrichtse Nikhef-groep is zeer nauw betrokken bij de voorbereiding van de grootste zwaartekrachtsgolfdetector ter wereld, de Einstein Telescope. Daarnaast is de groep met Amsterdamse Nikhef-collega’s betrokken bij de LHCb-deeltjesdetector op CERN.
In beide projecten wordt enorme vraag om rekencapaciteit voorzien. De Einstein Telescope gaat tientallen zwaartekrachtsgolven per dag opvangen, die allemaal moeten worden onderscheiden van eventuele achtergrondruis en verder geanalyseerd. De LHCb-detector krijgt op termijn extreem veel meer deeltjesbotsingen door te rekenen, als de LHC-versneller op CERN nog intenser wordt.
Voor de Einstein Telescope bestaan vergevorderde plannen voor een ondergrondse driehoekige laseropstelling met armen van tien kilometer. Voor de lokatie zijn er twee opties: de Euregio van Nederland, België en Duitsland rond Vaals of op Sardinië in Italië. Het project zou rond 2035 gerealiseerd moeten zijn.
De LHCb-deeltjesdetector op CERN in Genève ondergaat momenteel een vergaande verbouwing, ook met het oog op de tienmaal intensere protonenbundels die de rond 2030 uit de HL-LHC-versneller zullen komen.
Als eerste stap in de samenwerking zal IBM twee postdocs sponsoren met een dubbele aanstelling bij IBM Research in Zürich, en op het instituut in Maastricht. IBM ondersteun de projecten met toegang tot zijn kennis en huidige experimentele quantumcomputers.
