Er is een belangrijk verschil tussen supercomputers en kwantumcomputers. Hoewel de doelen dezelfde zijn, ligt het belangrijkste verschil in de manier waarop ze problemen verwerken en oplossen.

Een klassieke computer wordt “aangedreven” door een of meer processoren die het hart ervan vormen, en de snelheid waarmee de machine data verwerkt en analyseert, hangt af van de kracht van deze processoren. Een supercomputer, zoals die van IBM of Atos, gebruikt klassieke processoren (GPU's) om een zeer groot aantal berekeningen tegelijkertijd uit te voeren. Zo’n computer is bijzonder effectief voor het parallel oplossen van zogenaamde deterministische problemen, zoals weersimulatie, vloeistofdynamica of de analyse van grote databases. Deze machines zijn geoptimaliseerd om de snelheid en het aantal berekeningen per seconde (gemeten in FLOPS) te maximaliseren.

Om deze kracht te vergroten, worden steeds kleinere componenten gebruikt, met afmetingen kleiner dan een nanometer, waar de regels van de kwantumfysica het overnemen van die van de klassieke fysica. Dit is waar kwantumcomputing in beeld komt. In tegenstelling met klassieke computers die informatie opslaan in de vorm van 0 of 1 (bits) kan een kwantumcomputer deze twee toestanden tegelijkertijd opslaan en verwerken (in de vorm van qubits) dankzij een fenomeen dat superpositie wordt genoemd, wat zijn rekenkracht spectaculair vergroot.

Bron: CBInsight

De technologie bevindt zich nog steeds in de O&O-fase, en er is niet één manier om een kwantumcomputer te maken. Vandaag de dag worden zes methoden gebruikt, in verschillende stadia van maturiteit, om qubits te kunnen aanwenden:

  • Supergeleidende qubits: deze werken bij temperaturen dicht bij het absolute nulpunt, waardoor een nauwkeurige beheersing van de kwantumtoestanden mogelijk is. Hoewel deze technologie een van de meest geavanceerde is, vereist ze aanzienlijke koelsystemen.
  • Ionische qubits: deze qubits gebruiken ionen in een vacuüm. De ionen worden door lasers aangestuurd. Ze zijn echter minder snel dan supergeleidende qubits en de opschaling ervan levert problemen op.
  • Fotonische qubits: deze maken gebruik van elementaire lichtdeeltjes om kwantumbewerkingen uit te voeren, door ze te manipuleren via optische apparaten. De interactie tussen fotonische qubits blijft echter een uitdaging voor grootschalige berekeningen om fouten te vermijden.
  • Neutrale atoomqubits: individuele, ongeladen atomen met een gelijk aantal elektronen en protonen kunnen informatie opslaan op verschillende energieniveaus. Deze atomen kunnen in zeer dichte matrices worden gerangschikt, wat hun gebruik voor grootschalige systemen vergemakkelijkt, maar er zijn nog steeds interactieproblemen.
  • Spin-qubits van elektronen of atoomkernen: deze methode is gebaseerd op de spin van elektronen of atoomkernen, gemanipuleerd door magnetische velden. Ze worden voornamelijk in academisch onderzoek verkend en bieden een verlengde coherentie, gunstig voor de stabiliteit van berekeningen, maar de nauwkeurige beheersing en de opschaling ervan vormen technische uitdagingen.
  • Topologische qubits: nog in de theoretische fase. Deze methode is nauwelijks gedocumenteerd maar wordt gebruikt door Microsoft.

We geven hier een kort overzicht van beursgenoteerde bedrijven die actief zijn in het segment van supercomputers en kwantumcomputers.

Pure spelers in het kwantumdomein

  • IonQ richt zich op kwantumcomputing met zgn. gevangen ionen, met systemen beschikbaar via de belangrijkste cloudproviders. Het is het enige bedrijf waarvan de kwantumsystemen beschikbaar zijn op de clouds van Amazon Braket, Microsoft Azure en Google Cloud. Het was de eerste pure speler op het gebied van quantumcomputing.
  • Rigetti Computing ontwikkelt supergeleidende kwantumprocessoren en heeft onlangs een modulaire qubit-architectuur gecreëerd. Het bedrijf ontwikkelt ook een cloudplatform genaamd Forest waarmee programmeurs kwantumalgoritmen kunnen schrijven.
  • Quantum Computing is gespecialiseerd in kwantumsystemen die werken bij kamertemperatuur en in commercieel toepasbare systemen op het gebied van logistiek, bio-informatica, levens- en natuurwetenschappen, kwantitatieve financiën en elektronische ontwerpautomatisering.
  • D-Wave Quantum is pionier op het gebied van quantum annealing (verstrengeling) en biedt een kwantumcloudsysteem aan zijn klanten.

Techgiganten met kwantumprogramma's

  • IBM is een historische gigant in supercomputing. Het bedrijf loopt voorop in kwantumcomputing (QC). IBM lanceerde de IBM Q Experience, waarmee meer dan 100 klanten toegang hebben tot kwantumbronnen via de cloud. Hun kwantumprocessor Eagle is goed voor 127 qubits en is een toonaangevende QC-optie die wordt gebruikt door vooraanstaande bedrijven zoals Goldman Sachs en Boeing. Het bedrijf zet sterk in op dit segment.
  • Google (Alphabet) heeft de afgelopen jaren de krantenkoppen gehaald in het kwantumdomein, met name na de publicatie van hun baanbrekende artikel in Nature, waarin werd beweerd dat hun kwantumprocessor Sycamore als eerste "kwantumsuprematie" heeft bereikt. Echter, net als de andere grote bedrijven die hier worden genoemd, is Alphabet een zeer divers conglomeraat, wat betekent dat de bijdrage van kwantumcomputing aan de totale waardering van Alphabet allicht bescheiden is.
  • Microsoft, dat zich richt op topologische qubits en kwantumdiensten aanbiedt via Azure Quantum, ontwikkelt actief kwantumsoftware, waaronder de SDK Q# (uitgesproken als "Q sharp"). Het concern investeert ook in PsiQuantum via durfkapitaalafdeling M12. Het ontbreken van een vermelding van kwantum in hun jaarlijkse financiële rapport onderstreept echter een mogelijk beperkte impact op hun beurswaarde op korte termijn.
  • Intel is een serieuze kandidaat voor een significante betrokkenheid bij kwantumcomputing. In 2019 kondigde Intel Horse Ridge aan, de kwantumchip Tunnel Falls, en hoopt deze te gebruiken om een belangrijke speler in het QC-domein te worden.
  • Nvidia en zijn GPU's worden nu ook gebruikt voor deep learning op het gebied van AI. De gigant speelt een sleutelrol in geavanceerde computing en betreedt het QC-domein met cuQuantum. Hoewel kwantum nog een klein domein is voor Nvidia, zou hun expertise een toekomstig succes in deze sector kunnen bevorderen, waardoor een beleggingspositie op lange termijn interessant wordt.
  • Amazon, net als Microsoft, biedt een op de cloud gebaseerde kwantumplatform binnen AWS, genaamd Braket. Dit platform biedt toegang tot de systemen van D-Wave, Rigetti en IonQ. Amazon is echter een groot bedrijf met veel belangen, en de term "kwantum" wordt niet vaak benadrukt in hun presentatiedocumenten.
  • RTX Technologies werkt samen met IBM aan kwantumonderzoek voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart, defensie en inlichtingen.
  • Tencent is het grootste Chinese bedrijf dat nog steeds betrokken is bij onderzoek naar kwantumcomputers. De Chinese techgiganten Alibaba en Baidu hebben zich begin dit jaar teruggetrokken uit de race naar kwantumcomputing na het sluiten van hun onderzoeksafdelingen, zonder specifiek toe te lichten waarom ze dat hebben gedaan.

Industriële bedrijven

  • Honeywell: het bedrijf heeft zijn divisie Honeywell Quantum Solutions (HQS) afgesplitst met de oprichting van Quantinuum. De intentie is om dit bedrijf naar de beurs te brengen. In afwachting van de splitsing biedt directe belegging in Honeywell toegang tot de kwantumcomputingsector. Zelfs na de beursgang van Quantinuum zou Honeywell een aanzienlijk belang moeten behouden.

Supercomputers

De meeste beursgenoteerde bedrijven die actief zijn op het gebied van kwantumcomputers bezitten ook supercomputers. Het zijn echter niet dezelfde bedrijven die uitblinken in termen van prestaties en innovatie. We baseren ons hier op de top 500 van de krachtigste supercomputers.

  • Hewlett Packard Enterprise is de huidige marktleider. Met zijn computer Frontier heeft HPE sinds 2022 de krachtigste supercomputer, voor Intel (2de), Microsoft (3de), IBM (9de) en Nvidia (10de). Het bedrijf heeft bovendien vier supercomputers in de top 10 van de jaarlijkse ranglijst van de 500 krachtigste supercomputers.
  • Fujitsu, het multinationale Japanse conglomeraat, heeft een lange geschiedenis in de supercomputersector. Met zijn computer Fugaku bezit de groep de vierde krachtigste computer van de top 500. De supercomputers van het bedrijf worden gebruikt in een breed scala van domeinen, zoals industriële simulatie, weersvoorspellingen en wetenschappelijk onderzoek.
  • Lenovo, leider van de Chinese pc-fabrikanten, heeft zijn marktaandeel in de supercomputersector vergroot.
  • AMD, de fabrikant van microprocessors en concurrent van Nvidia, is een belangrijke kracht geworden op de supercomputermarkt. Supercomputersystemen zijn afhankelijk geworden van de EPYC-processors en de Radeon Instinct-versnellers van AMD vanwege hun concurrerende prestaties en vanwege hun energie-efficiëntie.
  • Atos, onder de naam Eviden (cloudcomputing, big data en beveiliging van de groep), is een van de weinige Europese fabrikanten van supercomputers. Zijn computers Leonardo (7de) en MareNostrum (8ste) zijn de krachtigste van Europa en komen voort uit de overname van Bull in 2014. Er gaan geruchten over een splitsing tussen Eviden en Atos.
  • Orange, in het kader van zijn samenwerking met HP, zal verantwoordelijk zijn voor de software, terwijl zijn partner de hardware levert. Dit zal met name helpen om nationale onafhankelijkheid te behouden, aangezien de computers worden gebruikt in cruciale domeinen zoals defensie of kernenergie. Deze beslissing is mogelijk niet definitief. De opties worden geëvalueerd telkens een computerwissel plaatsvindt (meestal om de twee jaar).

We kunnen hier echter ook een aantal pure spelers noemen. Denk maar aan ParTec, een jong Duits bedrijf, en Canaan, een Amerikaanse smallcap, die zich toeleggen op de ontwikkeling en levering van supercomputers en kwantumcomputers om hun klanten te ondersteunen bij het trainen van AI-modellen.

 

We vermelden in deze context nog een Amerikaans ETF dat indirect is blootgesteld aan supercomputers en kwantumcomputers:

  • Defiance Quantum ETF: deze tracker probeert de prestaties van de BlueStar Quantum Computing and Machine Learning-index te volgen, die de prestaties van de belangrijkste en meest liquide bedrijven in de mondiale sector van kwantumcomputing en machinaal leren weerspiegelt. De vijf grootste posities zijn IonQ (5,16 %), MicroStrategy (3,30 %), D-Wave Quantum (2,48 %), Rigetti Computing (2,16 %) en Coherent Corp (1,90 %). Het beheerde vermogen is goed voor een bedrag van 297 miljoen USD, de kosten bedragen 0,40 % en de prestaties sinds het begin van het jaar overschrijden 18 %.