Artificial intelligence (AI) is sinds de lancering van talenknobbel-programma ChatGPT het allesoverheersende gespreksonderwerk in de techwereld. Toch is er in de tech nog een andere waanzinnig belangrijke ontwikkeling gaande. Grote doorbraken op het gebied van kwantumcomputing, al vaker aangekondigd, worden stilaan realiteit.
Kwantumcomputing is een game changer – ook voor AI.
Generatieve ai, de vorm van kunstmatige intelligentie waarbij modellen autonoom nieuwe inhoud genereren op basis van patronen en kennis die ze hebben geleerd, ontwikkelt zoals bekend razendsnel. Een groot aantal bedrijven ontwikkelt eigen varianten van zulke software. Die programma’s worden bovendien in raptempo complexer. Daarnaast ontwikkelt een nog groter leger bedrijven toepassingen op basis van die zogeheten generatieve ai-programma’s – met als bekendste basis voor doorontwikkeling het programma ChatGPT.
Te weinig rekenkracht
Beperkende factor op dit moment is rekenkracht. Wie vaker gebruik maakt van ChatGPT, heeft dit al gemerkt. Je stelt ChatGPT een vraag, en de software lijkt vervolgens te aarzelen. Het duurt enkele seconden, soms langer, voor je een antwoord krijgt. Ook tijdens het antwoorden hapert het programma vaak.
Deels is dit een kwestie van servercapaciteit. De enorme populariteit van het online programma vormt uiteraard een grote belasting voor de servers waar het programma op draait.
Maar er speelt ook iets anders. Voor generatieve ai is veel rekenkracht nodig, en dat heeft te maken met het lineaire karakter van hoe zo’n programma werkt. Een traditionele computer werkt met bits. Bits staan aan of uit, representeren een 0 of een 1. Elke vraag die je aan een computer stelt, wordt zo herleid tot een serie ja / nee-vragen.
Stapje voor stapje
De Britse zakenkrant Financial Times wist dit abstracte idee onlangs heel mooi te versimpelen. Stel, je gaat een labyrint in. Dan ga je een tig aantal keer naar links of naar rechts. Dat sluit weer perfect aan bij hoe een bit werkt. Een programmeur kan bepalen: 0 is links, 1 is rechts.
Natuurlijk, door steeds meer bits toe te voegen aan computers, nemen zowel de rekenkracht als het geheugen van computers steeds verder toe. Maar in de basis blijft het denken van computers een lineair proces Is via een bit de beslissing genomen naar links te gaan, pas dan kan een bit de volgende beslissing nemen.
Dat werkt dus ook zo bij ChatGPT. Elk individueel woord dat wordt gegenereerd in een antwoord, wordt gegeneerd op basis van het voorafgaande woord. Welk woord er wordt gegenereerd, hangt ook wel weer af van de kennis die programmeurs het programma beschikbaar stellen en welke richtlijnen het programma krijgt. Maar vooral belangrijk in de context van dit artikel is: woord na woord na woord neemt de software een nieuwe beslissing.
De belofte van de qubit
Wat nu als een programma als ChatGPT een antwoord niet woord na woord moet verzinnen, maar alle woorden tegelijk kan bedenken?
Dit is voor een belangrijk deel de belofte van kwantumcomputing.
De zogenoemde qubit, de evenknie van de bit in kwantumcomputing, werkt net als de bit met een 0 en een 1. Alleen is er bij een qubit geen sprake van een 0 of een 1. Een qubit, als bij een coin-flip midden in de lucht, is in een staat van zowel 0 als 1.
Wat dat betekent – is goed uit te leggen aan de hand van de vergelijking van computerkracht met het oplossen van een labyrint. Een kwantumcomputer die een labyrint moet oplossen, is in staat alle links / rechts-keuzes daartoe in één keer te nemen.
Met zo’n kwantumcomputer, zoveel is wel duidelijk, kun je veel sneller veel complexere vraagstukken oplossen dan wanneer de computer stapje voor stapje moet gaan. In het geval van ChatGPT, zal kwantumcomputing complexe vragen dus in één denkmoment kunnen beantwoorden.
Vele toepassingen
Generatieve ai is overigens maar een van meerdere domeinen die enorme boost kan krijgen van ai. Consultancy McKinsey noemt life sciences (geneeskunde ea), de auto-industrie, financiële dienstverlening en chemie de belangrijkste gebieden voor kwantumcomputing.
Terug naar het begin van dit artikel. Wat speelt op dit moment op het gebied van kwantumcomputing? Techconcerns als Alphabet (het moederbedrijf van Google) en Microsoft doen al decennialang eigen onderzoek naar kwantumcomputing. Al die jaren wordt geduld gepredikt: een doorbraak zou nog veraf zijn. Vooral de gevoeligheid van qubits is en groot probleem. Allerlei storing van buitenaf (bepaalde golven bijvoorbeeld) leidt tot foute berekeningen.
De laatste maanden is plots sprake van een versnelling op het gebied van kwantumcomputing. Een duidelijk signaal zijn investeringen die de hoogte in schieten. De Chinese overheid zou over de afgelopen paar jaar omgerekend 15 miljard euro hebben uitgetrokken. Aan de Chinese overheid verbonden bedrijven hebben concrete voorbeelden van qubit-computers laten zien. Eerder dit jaar kondigde de Britse overheid op haar beurt aan 2,9 miljard euro te investeren in kwantumcomputing, ‘om leidend te worden en leidend te blijven’. Ook bedrijven laten zich niet onbetuigd. Het belangrijkste nieuws komt uit de Verenigde Staten. IBM, van oudsher maker van supercomputers, en Google, eisen op het gebied van kwantumcomputing een hoofdrol op. Recent, tijdens een bijeenkomst van de G7-wereldleiders in Tokyo, liet IBM voor de ogen van de hele wereld weten 100 miljoen te investeren in een samenwerking met de universiteiten van Tokyo en Chicago. Doel: een kwantumcomputer met 100.000 qubits.
Van de 64 bits van een degelijke computer van vandaag naar 100.000 qubits: met zo’n supercomputer zijn de mogelijkheden ongekend. Een 100.000-qubit supercomputer zou, alsnog IBM, veel nu onbeantwoordbare vraagstukken goed te beantwoorden maken.
The time is now
In de tussentijd gebeurt bij IBM al veel. Eind 2022 presenteerde IBM een qubit-supercomputer met 433 qubits – een computer die bijvoorbeeld ingezet kan worden voor bijzonder complexe DNA-vraagstukken. Ook Alphabet maakte al qubit-computers.
Vooraleer de qubit-computer mainstream wordt, duurt nog wel even. Maar ze zijn er inmiddels, – en hun belang wordt fenomenaal, ook voor artificial intelligence.
