‘Voor het gros van de mensen is het een technologie die nog ver weg lijkt, maar toch zullen overheden en andere organisaties zich nu al moeten voorbereiden op haar komst: quantumtechnologie.

“Met behulp van quantumtechnologie kunnen we dingen doen die in het verleden niet mogelijk waren.” Quantumtechnologie 2.0. Zo omschrijft Deborah Nas de huidige ontwikkeling met betrekking tot het onderwerp quantum. Volgens Nas, onder meer parttime hoogleraar aan de TU Delft waar zij zich bezighoudt met strategische vraagstukken rondom nieuwe technologieën (“Ik kijk vooral naar de toepassingen en naar de strategische vraagstukken die dat oproept”), doen we net alsof quantum totaal nieuw is. “Dat is het niet. Eigenlijk draait de hele natuur op quantum. Dankzij ons begrip van de quantum mechanica zijn we in staat geweest om onder meer computerchips, lasers en MRI scanners te ontwikkelen. Het verschil met voorheen is dat we nu een fase ingaan waarin we op quantumniveau deeltjes kunnen manipuleren. Dat maakt dat we dingen kunnen doen die in het verleden niet mogelijk waren. Dat biedt kansen”, aldus Nas.

Meer lezen over ontwikkelingen en de impact van quantum technologie? Lees dan het magazine van het Quantum Vision Team over dit onderwerp (juni 2019)

Deborah Nas

“De Europese Commissie heeft, in het kader van het Quantum Flagship programma significant veel geld uitgetrokken om verder onderzoek te doen naar de ontwikkeling van een viertal quantumtechnologieën. Van die vier focussen wij ons in Delft op twee: quantumcommunicatie en quantumcomputing. Met behulp van quantumcommunicatie kun je een communicatieverbinding opzetten die 100% veilig is. Vandaag is onze communicatie nog beveiligd op basis van wiskundige problemen. Het nadeel is dat die manier van beveiligen op de een of andere manier altijd te kraken is. De beveiliging in quantumcommunicatie werkt op basis van de wetten van de fysica. Op het moment iemand probeert in te breken op zo’n verbinding, dan merken de personen die aan het communiceren zijn gelijk dat er iets aan de hand is. Die kunnen dan de verbinding verbreken. Dat betekent dat niet alleen overheden daar straks gebruik van kunnen maken, of een organisatie als de VN, maar ook bijvoorbeeld criminelen.”

Deborah Nas is spreker op de Inspiratiedag ‘Boost (y)our digital future’ op 26 september 2019 die ICTU organiseert.

Quantumproof

Ook de komst van een quantumcomputer biedt kansen, bijvoorbeeld bij het maken van persoonlijke medicijnen. “Daar hebben we op dit moment onvoldoende rekenkracht voor en ook niet het geschikte type computer. Een quantumcomputer is bijvoorbeeld veel beter in simulaties op moleculair niveau.” Het hebben van zoveel rekenkracht heeft ook nadelen, zo laat Deborah Nas weten. “Een dergelijke quantumcomputer is goed in het vinden van priemgetallen, die aan de basis staan van onze huidige digitale beveiliging. Dat betekent dat er, op verschillende niveaus, goed moet worden nagedacht over de beveiliging van bestanden. Niet alleen over hoe je de huidige beveiliging op orde houdt, maar ook hoe je die quantumproof maakt.”

VerdiepingZie voor meer informatie over het Quantum Flagship de gelijknamige website of de website van de EU over dit onderwerp.

Nas zou graag zien dat (ook) de overheid nu al nadenkt over vragen die quantumtechnologie met zich meebrengen. Wat haar betreft gebeurt dat op een tweetal niveaus. “Op strategisch niveau moet er een team aan de slag dat een aantal scenario’s gaat doordenken (“Wat als?”) en vooral gaat nadenken over de beleidsmatige kant. Op meer operationeel niveau moet er goed gekeken worden naar de roadmap om, ook als overheid, quantumproof te worden. Nadenken dus over de vraag wat er straks gebeurt als er een quantumcomputer is die de huidige beveiliging kan kraken. Wat betekent dat en hoe ga je dat voorkomen? Wat is je kritische infrastructuur en op welke manier kun je nu al je huidige beveiligingssleutels verlengen zodat je straks langer quantumproof blijft? Dat zijn vragen waar goed over nagedacht moet worden.”

VerdiepingQuantum technologie simpel uitgelegd – TEDx met Leo Kouwenhoven

Techbedrijven

Op dit moment is het niet te voorspellen hoe snel de ontwikkeling van quantumtechnologie gaat en wanneer de eerste quantumcomputer écht operationeel is. Eén technische doorbraak kan de ontwikkeling extreem versnellen. “Er wordt op meerdere plaatsen aan de quantumcomputer gewerkt. Vroeger vonden fundamentele wetenschappelijke doorbraken met name plaats op universiteiten. Nu zie je dat ook de grote techbedrijven, zoals Intel, Google, IBM en Microsoft, zwaar investeren in de ontwikkeling van quantumtechnologie”, aldus Nas. “De roadmap in het Europese Quantum Flagship programma voorspelt dat het over tien jaar mogelijk moet zijn om quantumverbindingen over lange afstanden te maken. Daarvoor zijn zogenoemde quantumrepeaters (versterkers) nodig die nu nog volop in ontwikkeling zijn. Over tien jaar zullen we ook quantumcomputers hebben die dingen kunnen die de huidige supercomputers niet kunnen. Kortom: er gaat erg veel gebeuren de komende jaren.”

Zie voor meer informatie over QuTech, het samenwerkingsverband tussen TNO en de TU Delft, de website van QuTech.