Hebben wetenschappers de sciencefiction ingehaald? De nieuwe kwantumchip van Google is zo snel dat de uitvinders er maar één verklaring voor hebben: hij rekent in meerdere universums tegelijk.
Vlak voor de jaarwisseling publiceerde Google een opzienbarende aankondiging met immense betekenis. Het ging over een computerchip met de filmische naam Willow, die kwantumcomputing gebruikt om in vijf minuten een rekentaak op te lossen waar een hedendaagse supercomputer tien quadriljoen jaar over zou hebben gedaan.
Dit werd bekendgemaakt door Hartmut Neven, de Duitse computerwetenschapper die namens Google het Quantum Artificial Intelligence Lab in Californië leidt. Daar worden computers ontwikkeld die ons leven in de nabije toekomst fundamenteel zouden kunnen veranderen. De nieuwe snelheid is niet alleen een record, het is de tweede van de zes mijlpalen die moeten leiden tot het dagelijks gebruik van kwantumcomputers. Het record is ook een bewijs voor het bestaan van parallelle universums, schrijft Hartmut Neven in de blog van het bedrijf.
Sciencefiction in het heden
Op welk moment heeft het heden de toekomst ingehaald? Vroeger duurde het zo’n tien tot twintig jaar voordat de gebeurtenissen in sciencefictionfilms werkelijkheid werden. In 2002 kwam bijvoorbeeld Steven Spielbergs Minority Report uit, waarin Tom Cruise voor een eenheid werkt die misdaden kan voorspellen, zodat ze die kunnen voorkomen.Toen eerst de Amerikaanse politie en vervolgens in 2016 de autoriteiten in München en Neurenberg deze methode met behulp van kunstmatige intelligentie introduceerden als de nieuwe standaard, was de metafoor onmiddellijk voorhanden.
The Matrix werd in 1999 uitgebracht en anticipeerde op het verlies van de realiteit door de invloed van digitale en vooral sociale media. Rond 2015 begon het publiek zich te realiseren dat deze inderdaad een probleem vormden.
En dan is er nog het baanbrekende sciencefictionwerk 2001: A Space Odyssey van Stanley Kubrick. In de sleutelscène weigert boordcomputer Hal de buitendeur te openen, waardoor astronaut David Bowman niet kan terugkeren na een ruimtereis. Hal heeft ontdekt dat Bowman de machine wil uitschakelen. Maar omdat het uitvoeren van demissie belangrijker voor haar is dan een mensenleven, doodt ze bijna de volledige bemanning. Alleen Bowman overleeft. De film draaide in 1968 in de bioscoop.
De wereld hoefde niet zo lang te wachten tot het visioen werkelijkheid werd. Een jaar later landde Apollo 11 op de maan en bewees welke rol computerwetenschap kon spelen in de ruimtevaart. De draag- en landmodules werden immers vooral door codes aangestuurd, terwijl de astronauten enkel de manoeuvres initieerden of beëindigden. Geen mens zou in staat zijn geweest om de ruimteschepen te besturen met alleen de stuwkracht van de motoren en de zwaartekracht van de planeet en de maan. Kubrick en de auteur van de oorspronkelijke roman, Arthur C. Clarke, hadden die gedachtesprong naar de superieure besturing van de programma’s al gemaakt, waardoor hun acties zonder enig bewustzijn of enige wilskracht of moraliteit werden uitgevoerd.
Grensverleggend
Net als de maanlanding heeft het wiskundeprobleem dat Willow nu in vijf minuten heeft opgelost, geen praktische waarde. Het ging er in de eerste plaats om dat iets mogelijk was zoals zo vaak het geval is in technologie en wetenschap. De conclusie dat dit record alleen kon worden behaald doordat Willow ook rekenkracht uit een parallel universum aanboorde, wordt door Hartmut Neven slechts tussen neus en lippen gemeld in de blog van het bedrijf.
Tot een paar jaar geleden gold nog de Wet van Moore, die stelt dat computerchips elke achttien maanden hun snelheid verdubbelen en hun prijs halveren. Sinds componenten de grootte van individuele atomen hebben bereikt, kan dit niet langer worden volgehouden. Sinds 2019 geldt daarom de Wet van Neven, die stelt dat de prestaties van kwantumcomputers zich twee keer zo exponentieel ontwikkelen. En dat gaat het menselijke voorstellingsvermogen te boven.
Een quadriljoen is een getal met 24 nullen en is daarom moeilijk te bevatten. Er worden altijd pogingen gedaan om grote getallen te verpakken in vergelijkingen die mensen kunnen begrijpen. Maar dat is bij miljarden al moeilijk. De meest recente poging: als je in 1751 was begonnen met het verdienen van tienduizend dollar per dag, zou je ergens dit jaar je eerste miljard hebben verdiend. Maar om 400 miljard dollar, het bedrag dat Elon Musk onlangs aantikte, te verdienen met hetzelfde dagelijkse bedrag, zouden we bijna 110.000 jaar geleden hebben moeten beginnen met sparen, aan het begin van de laatste IJstijd.
Maar tien quadriljoen is een heel ander getal. Google volstond met de formulering dat dit ‘een getal is dat de leeftijd van het universum ver overschrijdt’. Wat niet echt helpt, want het universum zou 13,8 miljard jaar oud zijn, en dat zou een waarde zijn met negen nullen achter de komma als je deze zou uitdrukken in procenten. Waarom zouden mensen buiten de wetenschappelijke bubbels van Californië daarin geïnteresseerd zijn?
Is dit de eerste keer dat we rondneuzen in een wereld die niet langer de onze is?
Ten eerste omdat dit het begin is van een tijd waarin we lijken te leven in een sciencefictionwereld. In dit geval is het kwantumrecord bovendien een goede metafoor voor de rest van het heden. Kwantumfysica volgt niet de regels waaraan we op deze planeet gewend zijn en dwingt ons om op nieuwe manieren na te denken. Er zijn deeltjes die zich dwars door het universum en zwarte gaten heen met elkaar verstrengelen om rekenkrachten te ontketenen die ver afstaan van de wonderbaarlijk logische rekenstappen van de algebra. De kunstmatige intelligentie van vandaag, die ons zo vaak overweldigt, functioneert nog steeds volgens die algebraïsche logica. Uiteindelijk automatiseert en versterkt ze het menselijk denken. Dus alles beweegt nog steeds in onze kosmos.
Maar hoe zit het met de parallelle universums? Is dit de eerste keer dat we rondneuzen in een wereld die niet langer de onze is?
Krachten uit een parallel universum
Het idee van Hartmut Neven is gebaseerd op de theorieën van natuurkundige David Deutsch, die de grondlegger was van de wetenschap van het multiversum. Volgens Deutsch zijn zulke parallelle werelden lang niet alleen theoretische grootheden voor natuurkundige berekeningen, maar bestaan ze echt. Als bijvangst ontwikkelde Deutsch een theorie over verklaringsmethoden. ‘Goede verklaringen’, schreef hij, ‘zijn moeilijk te variëren omdat al hun componenten nauw met elkaar verbonden zijn. Als je één onderdeel verandert, verandert de voorspelling en ook het verklarend vermogen van een theorie. Goede verklaringen gaan verder dan alleen voorspellingen, omdat het belangrijkste doel van wetenschappelijke theorieën is om de werkelijkheid te verklaren, niet alleen om voorspellingen te doen. Omdat ze vaak betrekking hebben op niet-waarneembare processen zoals kwantumcomputers, kunnen ze mensen helpen om de diepere structuur van de werkelijkheid te begrijpen.’
Zoals bij veel wetenschappelijke en technologische onderwerpen gaat het er dus niet zozeer om je er als leek in te verdiepen. Als je echter de basis ervan begrijpt, kun je ook beter omgaan met de nieuwe realiteiten die ze met zich meebrengen.
Kwantumcomputers, bijvoorbeeld, kunnen worden begrepen als een overschrijding van de grenzen van het lineaire denken. In een tijdperk dat gekenmerkt wordt door steeds complexere onderlinge relaties zijn ze echter geen slecht hulpmiddel om verwarrende verschijnselen te begrijpen. Donald Trump en Elon Musk zijn de perfecte voorbeelden van onze tijd, juist omdat ze niet functioneren volgens de lineaire denkpatronen en levenswijzen uit het tijdperk van de Verlichting. Logica, rede en moraliteit zijn slechts in beperkte mate de bepalende factoren van ons heden.
Het is nog niet zo lang geleden dat deze benadering, en de bijbehorende cognitieve overbelasting, in een verhaal werden verwerkt. Bijna drie jaar geleden won Everything Everywhere All At Once zeven Oscars voor zijn krachttoer door parallelle universums met hun bizarre causale ketens. Deze film is een heel goede beschrijving van het heden. En ook een heel goede uitleg van de kwantumwereld.
