Hoe werkt een quantumcomputer, en wat kan hij nu al wel en nog niet?
Een quantumcomputer rekent met qubits. Die houden niet alleen 0 of 1 vast zoals een gewone bit, maar dankzij superpositie ook een mengtoestand van beide, meldt het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST). Dat principe werkt al in het lab. Maar de huidige qubits maken, stand begin november 2026, nog te veel fouten voor nuttige, grootschalige berekeningen. En een machine die gangbare encryptie breekt, ligt nog ver weg.
Hoe een qubit rekent
Elke extra qubit verdubbelt het aantal combinaties dat zo tegelijk wordt vastgehouden, legt NIST uit. Twee qubits houden er vier vast, vier qubits al zestien. Qubits kunnen daarnaast “verstrengeld” raken: de eigenschappen van twee of meer qubits raken dan onlosmakelijk met elkaar verbonden. Een meting aan de ene qubit legt dan meteen iets vast over de andere, ook op afstand. Een quantumcomputer combineert superpositie en verstrengeling om bewerkingen op al die combinaties tegelijk uit te voeren. Een gewone chip loopt ze juist één voor één af.
Waarom foutcorrectie de kern van het probleem is
Het grootste obstakel is storingsgevoeligheid. De qubits van de huidige generatie maken gemiddeld ongeveer eens op elke duizend bewerkingen een fout, meldt NIST. Een gewone computerchip maakt ongeveer eens op elke triljoen (10^18) bewerkingen een fout. Die hoge foutenkans is volgens NIST de belangrijkste reden waarom quantumcomputers nog geen gewone computers vervangen.
Fysieke qubits zijn zelf te storingsgevoelig om op te rekenen. Daarom verdeelt quantumfoutcorrectie de informatie van één “logische” qubit over meerdere fysieke qubits, legt QuTech uit. Een toekomstige, fouttolerante quantumcomputer zou rekenen met logische in plaats van fysieke qubits. Herhaalde controlemetingen sporen fouten dan op en corrigeren ze, zonder de onderliggende quantuminformatie te verstoren. Volgens QuTech en TU Delft bouwden hun onderzoekers, onder leiding van onder meer Barbara Terhal, zo’n logische qubit al in 2021 op uit zeven fysieke qubits (supergeleidende transmons). Ze lieten zien dat ze daarop initialisatie, een poortbewerking en uitlezen konden uitvoeren, terwijl fouten tegelijk werden opgespoord en gecorrigeerd. Het onderzoek verscheen in december 2021 in Nature Physics. Het team mikte daarna op opschaling naar 17 en later 49 fysieke qubits per logische qubit. (Zie ook ons overzicht van logische qubits per bedrijf voor de stand van zaken daarna.)
Wat een quantumcomputer al kan, en wat nog niet
Quantumcomputers hebben al de energieniveaus van kleine moleculen berekend, meldt NIST. Ze simuleerden ook al de magnetische eigenschappen van groepjes op elkaar inwerkende atomen. Die vroege demonstraties zijn volgens de onderzoekers nog niet “werkelijk nuttig”. Ze leveren nog geen resultaten die een gewone computer niet ook, en vaak sneller, kan berekenen.
Een quantumcomputer die gangbare encryptie kan breken heeft vermoedelijk miljoenen qubits nodig, die foutloos en voor onbepaalde tijd kunnen blijven rekenen, schrijft NIST. Die schaal ligt vermoedelijk nog veel verder weg dan de huidige machines. Die werken nu met enkele honderden tot enkele duizenden storingsgevoelige qubits. Nuttige toepassingen van quantumcomputers liggen volgens NIST nog jaren, mogelijk decennia, in de toekomst.
De eerstvolgende mijlpaal
IBM mikt op een machine met 200 foutgecorrigeerde logische qubits in 2029. Dat aantal moet oplopen tot 2.000 logische qubits in 2033. Al eind 2026 wil het bedrijf “quantum advantage” bereiken: taken waarbij een quantumcomputer aantoonbaar nuttiger is dan een gewone computer. Het zijn doelen uit het eigen stappenplan van IBM, nog geen geleverde resultaten. Of IBM die eerste doelstelling voor eind 2026 haalt, is het eerste ijkpunt om te volgen.
Correctie
Een gewone computerchip maakt ongeveer eens op elke triljoen (10^18) bewerkingen een fout, niet eens op elke triljard: NIST noemt een quintillion. Spelling gelijkgetrokken naar "quantum".
Bronnen
MethodiekHoe dit artikel tot stand kwam
- Feiten bevestigd
- 8 / 8
- Bronnen
- 3
- Laatst gecontroleerd
- 3 nov 2026
- Beeld
- Foto
Dit artikel is door een AI-systeem geschreven op basis van feiten uit internationale vakmedia, publicaties van bedrijven en onderzoeksinstellingen en openbare bronnen, met de bron bij elk feit, en gecontroleerd volgens onze methodologie. De auteursnaam is een redactioneel pseudoniem. Fouten? Meld ze via de contactpagina.
Gebruikte feiten
- Een qubit, de rekeneenheid van een kwantumcomputer, kan volgens het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) niet alleen de waarde 0 of 1 aannemen zoals een gewone bit, maar ook een mengtoestand van beide tegelijk ("superpositie"), tot er gemeten wordt. Elke extra qubit verdubbelt het aantal combinaties dat zo tegelijk wordt vastgehouden: twee qubits houden vier combinaties vast, vier qubits al zestien. NIST, Quantum Computing Explained · 3 nov 2026
- Qubits kunnen daarnaast "verstrengeld" raken, legt NIST uit, een toestand waarin de eigenschappen van twee of meer qubits onlosmakelijk met elkaar verbonden raken en niet meer los van elkaar bestaan. Een meting aan de ene qubit legt dan meteen iets vast over de andere, ook als ze fysiek ver uit elkaar liggen. Kwantumcomputers combineren superpositie en verstrengeling om bewerkingen op veel combinaties tegelijk uit te voeren. NIST, Quantum Computing Explained · 3 nov 2026
- De qubits van de huidige generatie kwantumcomputers zijn storingsgevoelig, meldt NIST: ze maken gemiddeld ongeveer eens op elke duizend bewerkingen een fout, tegen ongeveer eens op elke triljoen (10^18) bewerkingen bij een gewone computerchip. Die hoge foutenkans is de belangrijkste reden waarom kwantumcomputers nog geen gewone computers vervangen. NIST, Quantum Computing Explained · 3 nov 2026
- Onderzoekers van QuTech (TU Delft en TNO) bouwden een "logische qubit" opgebouwd uit zeven fysieke qubits (supergeleidende transmons) en lieten zien dat ze daarop alle drie de basisbewerkingen konden uitvoeren - initialisatie, een poortbewerking en uitlezen - terwijl fouten tegelijk werden opgespoord en gecorrigeerd. Het onderzoek, geleid door onder meer Barbara Terhal, verscheen in december 2021 in Nature Physics; het team mikte daarna op opschaling naar 17 en later 49 fysieke qubits per logische qubit. QuTech, persbericht over logische qubit met zeven fysieke qubits · 3 nov 2026
- Fysieke qubits zijn zelf te storingsgevoelig om op te rekenen; daarom verdeelt kwantumfoutcorrectie de informatie van één "logische" qubit over meerdere fysieke qubits, legt QuTech uit. Een toekomstige, fouttolerante kwantumcomputer zou rekenen met logische in plaats van fysieke qubits, met herhaalde controlemetingen die fouten opsporen en corrigeren zonder de onderliggende kwantuminformatie te verstoren. QuTech, persbericht over logische qubit met zeven fysieke qubits · 3 nov 2026
- Kwantumcomputers hebben al de energieniveaus van kleine moleculen berekend en de magnetische eigenschappen van groepjes op elkaar inwerkende atomen gesimuleerd, meldt NIST. Die vroege demonstraties zijn volgens de onderzoekers nog niet "werkelijk nuttig" gebleken: ze leveren nog geen resultaten die een gewone computer niet ook, en vaak sneller, kan berekenen. NIST, Quantum Computing Explained · 3 nov 2026
- Een kwantumcomputer die gangbare encryptie kan breken heeft vermoedelijk miljoenen qubits nodig die foutloos en voor onbepaalde tijd kunnen blijven rekenen, schrijft NIST; die schaal ligt "vermoedelijk nog veel verder weg" dan de huidige machines met enkele honderden tot enkele duizenden storingsgevoelige qubits. Nuttige toepassingen van kwantumcomputers liggen volgens NIST nog jaren, mogelijk decennia, in de toekomst. NIST, Quantum Computing Explained · 3 nov 2026
- IBM wil eind 2026 "quantum advantage" bereiken - taken waarbij een kwantumcomputer aantoonbaar nuttiger is dan een gewone computer - en mikt op een machine met 200 foutgecorrigeerde logische qubits in 2029, oplopend tot 2.000 logische qubits in 2033. Dat zijn doelen uit het eigen stappenplan van IBM, nog geen geleverde resultaten. IBM, What is quantum computing · 3 nov 2026
_Tz94y.webp)