
Dutch: 
Wat is een quantumcomputer?
Om een goed beeld te krijgen van een toekomstige quantumcomputer,
laten we eerst eens naar een klassieke computer kijken.
Laten we eens naar de theorie kijken.
 
Een essentieel onderdeel van de klassieke computer is het geïntegreerde circuit.
Het geïntegreerde circuit is een verbluffend staaltje techniek.
Op geïntegreerde circuits vind je tegenwoordig miljarden transistors.
En deze transistors worden op hun  beurt gebruikt om klassieke bits mee te maken.
Deze bits kunnen een nul of een één vertegenwoordigen, en we gebruiken deze getallen
om berekeningen uit te voeren met een computer.

English: 
What is a quantum computer?
In order to get 
a good perspective on a future quantum computer,
let’s first have a look at the classical computer.
Let’s have a look at the theory.
An essential part 
of a classical computer is the integrated circuit.
The integrated circuit 
is an amazing piece of engineering.
On integrated circuits, 
you can find nowadays billions of transistors.
And these transistors, 
in turn, are used to construct classical bits.
These bits can represent 
either a zero or a one, and we use these numbers
to perform calculations with a computer.

Dutch: 
We vinden vrijwel overal geïntegreerde circuits en die hebben ons dagelijks leven volledig veranderd.
Hoewel de moderne computer veel sneller en nauwkeuriger is
dan het telraam dat duizenden jaren geleden is uitgevonden,
zijn ze gebonden aan dezelfde fysische principes.
Deze eeuw hebben we de kans om iets drastisch nieuws uit te vinden
en quantummechanica te gebruiken om quantumcomputers te maken.
Hoe kan quantum dit oplossen?
Quantummechanica kan unieke fenomenen gebruiken.
Deze omvatten superpositie, interferentie en verstrengeling.
Laten we beginnen met superpositie.

English: 
We find integrated circuits virtually everywhere
and they completely changed our daily lives.
Nonetheless, while the modern 
supercomputer is much faster and much more accurate
than the abacus 
that was invented thousands of years ago,
they are bounded by the same physical principles.
This century, we have the opportunity 
to develop something radically new,
and use quantum mechanics 
to build quantum computers.
How can quantum solve this?
Quantum mechanics can offer unique phenomena.
These include superposition, 
interference and entanglement.
Let’s start with superposition.

English: 
Whereas a classical bit can only represent
a 0 or a 1, its quantum mechanical counterpart,
the quantum bit or qubit,
can take on both values at the same time.
It is not that we just don’t know 
what the value of this qubit is, the qubit can truly be
in a superposition of two states, 
and represent both 0 and 1 at the same time.
In the classical world, 
if we throw a ball to a plate with two slits,
the ball will go through 
either the left slit or the right slit.
In the quantum mechanical world, instead, a quantum 
particle can do something completely bizarre,
it can go through both slits at the same time.
We can observe this by putting 
another screen behind it and measure the probability

Dutch: 
Terwijl een klassiek bit alleen een nul of een één kan vertegenwoordigen, kan zijn quantummechanische tegenhanger,
het quantumbit of qubit, beide waarden tegelijkertijd aannemen.
Het is niet zo dat we niet weten wat de waarde van deze qubit is,
de qubit kan echt in een superpositie van twee toestanden zijn en zowel nul als één tegelijk vertegenwoordigen.
In de klassieke wereld als we een bal naar een bord met twee gleuven gooien
dan zal de bal door de linker- of rechtergleuf gaan.
In de quantummechanische wereld daarentegen kan een quantumdeeltje iets totaal bizars doen,
het kan door beide spleten tegelijk gaan.
We kunnen dit waarnemen door er een ander scherm achter te plaatsen en de kans te meten

Dutch: 
dat de bal een bepaalde locatie bereikt.
De bal die door zowel de linker- als de rechterspleet gaat, kan interfereren.
Dit is vergelijkbaar met golven in water, maar hier kan de bal met zichzelf interfereren!
Als gevolg hiervan is bij sommige posities op het scherm de interferentie zodanig dat de kans
om de bal te vinden groter wordt, terwijl bij andere posities de kans om de bal te vinden afneemt.
Als we van één deeltje naar twee quantumdeeltjes gaan, beginnen er spectaculairdere effecten te ontstaan.
Twee quantummechanische deeltjes kunnen op elkaar reageren en een verstrengelde toestand creëren.
Dit betekent dat ze een aantal gemeenschappelijke eigenschappen delen; het totale resultaat zou bijvoorbeeld één kunnen zijn,

English: 
that the ball reaches a certain location.
The ball going through 
both the left and the right slit can interfere.
This is similar to the travelling waves in water, 
but here the ball can interfere with itself!
As a consequence, at some positions 
at the screen, interference is such that the chance
to find the ball increases, 
whereas at other positions it decreases.
When we go from one to two particles, 
more spectacular effects start to occur.
Two quantum mechanical particles can interact
with each other and create an entangled state.
This means that they share common properties;
for example, the total outcome could be one,

Dutch: 
wat betekent dat als je één deeltje dat nul is zou meten, dan zou het andere deeltje één zijn.
Of als je het deeltje meet dat één is, zou het andere deeltje nul zijn.
Het zijn deze concepten van superpositie, interferentie en verstrengeling die ten grondslag liggen
aan de werkelijke kracht van quantumrekenen.
Maar om verder te gaan dan deze concepten, moeten we er gebruik van maken.
En quantumdeeltjes maken die we heel goed kunnen controleren voor het bouwen van een quantumcomputer.
De eerste bouwsteen is de qubit, het quantummechanische deeltje.
De uitdaging is om een geschikt platform te vinden voor deze qubits
en over alle elektronica te beschikken om deze qubits te bedienen.
Het is moeilijk om goede qubits te maken.

English: 
meaning that if you would measure one particle
to be zero, then the other particle would be one,
or if you measure the particle 
to be one then the other particle would be zero.
It are these concepts of superposition, 
interference and entanglement that are behind
the real power of quantum computing.
However in order to go 
beyond these concepts, we need to make use of it.
And create quantum particles that we can control
very well for the construction of a quantum computer.
The first building block is the qubit, 
the quantum mechanical particle.
The challenge is to find the suitable platform
for these qubits and have all the electronics
to perform operations with these qubits.
Making good qubits is hard.

English: 
Quantum mechanical effects are usually 
associated with small energy scales.
In order to see them, 
we have to work at very low temperatures.
Therefore, 
we build these qubit systems in special fridges.
Not just the one that you use to cool your
milk and butter, but fridges that can go down
to almost zero Kelvin, 
just slightly above the absolute minimum temperature.
Nonetheless, even at these very low temperatures,
qubits are not perfect and errors can occur.
Overcoming this, 
is a big challenge but highly important.
Classical computers can rely 
on error correction techniques,
but for quantum computers this is not so trivial, 
as we cannot just simply copy a qubit many times.
Quantum cloning is not possible.

Dutch: 
Quantummechanische effecten worden meestal geassocieerd met  kleine energieschalen.
Om ze te zien moeten we bij zeer lage temperaturen werken.
Daarom maken we deze qubits in speciale koelkasten.
Niet alleen de koelkast die je gebruikt om je melk en boter te koelen, maar ook koelkasten die kunnen dalen
tot bijna nul Kelvin, net iets boven de absolute minimumtemperatuur.
Toch zijn zelfs bij deze zeer lage temperaturen de qubits niet perfect en kunnen er fouten optreden.
Het overwinnen hiervan is een grote uitdaging, maar zeer belangrijk.
Klassieke computers kunnen vertrouwen op correctietechnieken.
Maar voor quantumcomputers is dit niet zo triviaal, omdat we niet zomaar een qubit vele malen kunnen kopiëren.
Quantumklonen is niet mogelijk.

Dutch: 
De theoretische uitvinding dat quantumfoutencorrectie mogelijk is
kwam daarom als een grote verrassing.
Dit betekent dat we geen perfecte qubits hoeven te maken. Wat we kunnen doen is
veel fysieke qubits combineren tot één echt goede qubit; een logische qubit.
We hebben niet veel logische qubits nodig om een krachtige quantumcomputer te bouwen, aangezien veel quantum-
algoritmen een exponentiële versnelling bieden in vergelijking met hun klassieke tegenhanger.
Wat zijn de kanttekeningen?
Wat we wel nodig hebben is veel fysieke qubits om logische qubits te bouwen
en dus kan een quantumcomputer miljoenen qubits bevatten.
Wat zijn de vereisten om een systeem met een paar qubits

English: 
The theoretical invention 
that quantum error correction is possible
came therefore as a huge surprise.
This means that we don’t need to construct
perfect qubits, what we can do is combining
many physical qubits to construct 
one really good qubit; a logical qubit.
We don’t need many logical qubits to build
a powerful quantum computer, since many quantum
algorithms provide an exponential speedup
as compared to their classical counterpart.
What are the caveats?
What we do need
is many physical qubits to construct logical qubits,
and so a quantum computer 
may contain millions of qubits.
What are the requirements 
to advance a system with a few qubits,

English: 
toward a quantum computer 
containing millions of qubits?
In 2000, David DiVincenzo listed five key criteria.
First, a quantum computer must be scalable.
Second, it must be possible to initialize the qubits.
Third, good qubits are needed, 
they need to have a long quantum coherence
to make sure that the quantum state is not lost.
It is furtermore required to have what is
called a universal set of quantum gates,
meaning that one can do the operations 
needed to execute a quantum algorithm.
And finally, 
we need to be able to measure all of those qubits

Dutch: 
naar een quantumcomputer met miljoenen qubits te brengen?
In 2000 stelde David DiVicenzo vijf belangrijke criteria vast.
Allereerst, een quantumcomputer moet schaalbaar zijn.
Ten tweede moet het mogelijk zijn om de qubits te initialiseren.
Ten derde zijn goede qubits nodig, ze moeten een lange quantumcoherentie hebben
om ervoor te zorgen dat de quantumtoestand niet verloren gaat.
Verder is het nodig om een zogenaamde universele set van quantumpoorten te hebben,
wat betekent dat men de bewerkingen kan uitvoeren die nodig zijn om een quantumalgoritme uit te voeren.
En tot slot moeten we in staat zijn om al deze qubits te meten.
