Kwantumprocessor draaide acht maanden in een baan om de aarde, met maar drie werkende detectoren

Een kleine fotonische kwantumprocessor heeft in een lage baan om de aarde een eenvoudige kwantumoptische bewerking uitgevoerd. In de eerste acht maanden in de ruimte maakte het toestel fotonenparen, stuurde die door een programmeerbare glazen schakeling en registreerde de uitkomsten. Dat lukte hoewel slechts drie van de zes fotondetectoren bruikbaar waren. De proef laat zien dat zo’n experiment in een baan om de aarde mogelijk is, maar bewijst niet dat er al een praktische kwantumcomputer voor de ruimte bestaat. 112

Zo werkte de processor

De apparatuur werd op 23 juni 2025 met een SpaceX Falcon 9 gelanceerd en kwam in een baan op ongeveer 510 kilometer hoogte. De lading bestond uit een bron die fotonenparen opwekt, een geïntegreerde glazen schakeling met zes modi, enkelvoudige fotondetectoren en besturingselektronica. 101214

Een laser scheen op een kristal om paren fotonen te maken. Daarna gingen de lichtdeeltjes door de glazen schakeling. Microscopische verwarmingselementen konden de route van het licht beïnvloeden. Detectoren maten vervolgens bij welke uitgangen de fotonen verschenen, zodat onderzoekers geprogrammeerde bewerkingen in de ruimte konden testen. 714

Wat de interferentie laat zien

De onderzoekers namen Hong-Ou-Mandel-interferentie waar: een kenmerkend effect waarbij twee niet van elkaar te onderscheiden fotonen samen een ander uitvoerpatroon opleveren dan je klassiek zou verwachten. De gemeten zichtbaarheid van de interferentie was 0,908 ± 0,191. Die onzekerheidsmarge is belangrijk: de meting ondersteunt de waarneming, maar is geen nauwkeurige, definitieve kwaliteitsmeting van een volwassen processor. 10

De prestatie bestaat dus uit het opwekken, manipuleren en meten van fotonen in een baan om de aarde. De lading heeft geen praktisch rekenprobleem opgelost en liet niet zien dat zij beter presteert dan gewone computers. 19

De helft van de detectoren viel uit

Na de lancering waren drie van de zes detectoren niet meer bruikbaar. Daardoor kon het team minder uitgangen meten en werd het aantal mogelijke experimenten beperkt. De beschikbare bronnen beschrijven de uitval, maar stellen niet definitief vast waardoor elke detector defect raakte. 1213

Ook andere omstandigheden in een baan om de aarde vormden uitdagingen. In de berichtgeving worden straling, temperatuurschommelingen en ruis door zonlicht genoemd als mogelijke problemen voor langdurig gebruik. Dat is relevant omdat de proef afhankelijk is van het verzamelen van fotonmetingen. Dat kan lang duren, terwijl onderdelen geleidelijk kunnen verslechteren en achtergrondlicht metingen kan verstoren. 913

Een demonstratie, geen satellietcomputer voor aardbeelden

De proef levert bewijs dat een compact fotonisch systeem in de ruimte fotonenparen kan opwekken en manipuleren. Dat is een stap in het onderzoek naar kwantumverwerking aan boord van satellieten. Maar de processor analyseerde geen beelden van de aarde en liet geen praktisch voordeel zien bij het verwerken van satellietgegevens. Machinelearning toepassen op aardobservatiegegevens is een mogelijke toekomstige toepassing, niet iets wat deze proef heeft aangetoond. 19

De nuchtere conclusie: het systeem overleefde de lancering en voerde in een baan om de aarde een kwantumoptische bewerking uit. Tegelijk maakten de defecte detectoren en de omstandigheden in de ruimte duidelijk waar toekomstige ontwerpen betrouwbaarder moeten worden en waar de metingen nog hun grenzen hebben. 112