Ontdek de computer van de toekomst

Wetenschapper zijn voor 1 dag? Dat kan op 14 mei tijdens de open dag van het Europagebouw in Amsterdam. Daar ontdekt u hoe een kwantumbit-opstelling werkt. Dit is een springplank naar ’s werelds eerste kwantumcomputer: een bijzonder slimme computer die kan zorgen voor een nieuwe revolutie. Maar wat is de kwantumcomputer?

Foto: QuTech

Nog 10 jaar ontwikkelen

De kwantumcomputer is er nog niet. Daar hebben wetenschappers waarschijnlijk nog ruim 10 jaar voor nodig. Duidelijk is al wel dat de rekenkracht met deze computer enorm toeneemt door kwantumbits, oftewel qubits. Om toe te lichten wat qubits zijn, maakt Rogier Verberk van QuTech, waarin TNO i en TU Delft samenwerken aan de kwantumcomputer, een sprong naar de natuurkunde.

Gedrag van natuur op kleine schaal

‘Kwantummechanica is de theorie die het gedrag van de natuur op de microscopische schaal van moleculen en atomen beschrijft. Waar wij rekenen in grote afmetingen als meters en kilogrammen, rekent de natuur op die schaal niet in constanten. Zo is de hoeveelheid energie in een atoom heel variabel, niet constant.’

Manipuleren van nullen en enen

‘Vanuit die theorie zijn de laatste decennia steeds meer ontwikkelingen tot stand gekomen. Neem de superpositie: het natuurlijke verschijnsel dat 1 deeltje in 2 toestanden tegelijkertijd kan bestaan op 2 verschillende plekken. Met die wetenschap kunnen we computers manipuleren. Een gewone computer slaat informatie op met een 0 of 1. Een kwantumcomputer gebruikt bits die niet alleen 0 of 1, maar ook 0 en 1 tegelijk kunnen zijn. Met deze kwantumbits (afgekort qubits) kunnen we 2 berekeningen parallel uitvoeren. De klassieke computer moeten we tweemaal zo groot maken om hem tweemaal zo slim te maken. De kwantumcomputer is tweemaal zo slim dankzij 1 qubit. Een stuk sneller.’

Qubits onder controle

De wetenschap kan nu 5 tot 7 qubits in 1 systeem onder controle houden. Verberk: ‘Daarmee behoort Nederland tot de top van de wereld. Dit is een eerste stap, maar de moeilijkste. Nu kunnen we gecontroleerd een aantal qubits met elkaar laten communiceren. Ze van buitenaf aansturen en uitlezen. Daarmee komen we stap voor stap bij de kwantumcomputer.’

Een nieuwe revolutie

Een nieuwe revolutie breekt daarmee aan. Met een kwantumcomputer kunnen we bijvoorbeeld:

• - 

  algoritmes bedenken om slimme berekeningen uit te voeren.
• - 

  encryptie kraken (een moeilijke wiskundige som).
• - 

  rekenkracht beter benutten voor wetenschap en industrie.

Kans voor wetenschap en bedrijven

De kwantumcomputer is een kans voor wetenschap, overheden en bedrijfsleven. Het helpt bedrijven bij het doorzoeken van waardevolle big data. Natuurkundigen bij het maken van klimaatmodellen. Defensie bij het afluisteren van gecodeerde communicatie. De logistiek bij het optimaliseren van processen. En de industrie bij het berekenen van nieuwe vliegtuigconcepten of farmaceutische systemen.

Verberk: ‘Heel veel sectoren zullen baat hebben bij deze uitvinding. Het is aan het bedrijfsleven om aan te geven waar toepassingen nodig zijn. De kwantumcomputer heeft in de 21e eeuw misschien net zo veel invloed als de klassieke computer in de 20e eeuw. En een kwantumbit-opstelling, de springplank naar ’s werelds eerste kwantumcomputer, is op 14 mei in het Europagebouw te zien.’