Hoe ver is quantumtechnologie? Hoe lang duurt het voor we het kunnen gebruiken en waarvoor? Het zijn nieuwe vraagstukken waar we voor staan met de komst van de quantumtechnologie. Hierover spraken Freeke Heijman (QuTech), Maran van Heesch (TNO) en Oscar Koeroo (KPN) tijdens het Jaarcongres ECP 2019.

Razendsnel gaat de ontwikkeling van quantumtechnologie in de wereld, en vooral in Nederland. “Het is moeilijk te bevatten hoe het precíes werkt,” zegt Freeke Heijman, directeur strategische ontwikkeling bij QuTech in Delft. “Maar wat belangrijk is dat wij in Nederland hier heel goed in zijn. We hebben niet alleen heel goede engineers, zoals in Delft, Amsterdam en Eindhoven. Maar ook veel bedrijven sluiten zich aan.”

Spooky action in a distance

Bij deze technologie – gebaseerd op de kwantummechanica – draait het om het gedrag van de elementaire deeltjes in de natuur.  “Quantum is gebaseerd op twee belangrijke eigenschappen, namelijk superpositie en verstrengeling,” zegt Maran van Heesch, scientific consultant bij TNO. “Normaal rekenen we met nullen en enen. Maar met de quantumtechnologie rekenen we met deeltjes die zich tussen de nul en één bevinden. De zogenaamde superpositie. Bij verstrengeling kunnen elektronen zich op meerdere plaatsen tegelijk bevinden. Einstein noemde dit ‘Spooky action in a distance’. We snappen het niet, maar kunnen het wel gebruiken.”

In de toekomst kan deze technologie ingezet worden voor bijvoorbeeld het simuleren van biologische en chemische processen, AI of voor navigatie zonder satellieten. Maar ook voor quantumsensors waarmee we, volgens Van Heesch, beter ín de grond onder onze voeten kunnen kijken. “Dat is bijvoorbeeld handig voor bouwprojecten. In Utrecht, waar ik woon, zijn veel Romeinse opgravingen waar al snel de bouw voor stopgezet wordt. Straks kunnen ze door middel van sensing beter in de grond kijken en is het stopzetten van de bouw misschien niet meer nodig.”

Race om de quantumcomputer

“Straks maken we de stap naar quantumapparaten die met elkaar kunnen communiceren, door het versturen van quantuminformatie via het quantuminternet. Dat kunnen we bijvoorbeeld gebruiken voor veilige communicatie.”
Volgens Van Heesch zijn we al dichterbij dan we verwachten. “Er zijn heel gave onderzoeken, concrete usecases hoe we die quantumcomputer kunnen toepassen.” Ook voorzitter Heijman benadrukt dat er echt een race aan de gang is tussen verschillende landen en organisaties zoals Google, IBM en Microsoft. “Wie is de eerste, wie is de snelste?” vraagt Heijman aan de zaal.

Kraken van cryptografie

Met de komst van de quantumcomputer dreigt in de toekomst de huidige crypografie – versleutelde digitale berichten – gebroken te worden. “Cryptografie zit door onze hele maatschappij heen,” zegt Oscar Koeroo, Team Lead CISO Strategy & Policy bij KPN.  “Niet alleen tussen websites, maar het zijn ook de verbindingen tussen apps en een toestel.” Straks kunnen we met quantumcomputers berichten decrypten en dagelijkse toepassingen – zoals berichten naar je bank – zijn dan te kraken. “We moeten dus nadenken over welke encryptie methodes moeilijk te kraken zijn voor quantumcomputers. Hoe groot wordt de sleutel? Wordt die niet te groot voor de computer? Worden de algoritmes niet te langzaam?”

Eerste exemplaar

Tineke Netelenbos, voorzitter ECP, overhandigt aan het einde van de sessie het eerste exemplaar van het essay Verkenning quantumtechnologie aan Van Heesch en Koeroo. “Het is een soort quantumtechnologie voor dummies,” zegt ze. “Het legt uit wat het is en hoe ver het is, zodat we er niet bang van worden. Dit boekje wordt pas over veertien dagen echt gelanceerd maar iedereen in de zaal krijgt het alvast mee!”