Decennialang leek de kwantumfysica beperkt tot laboratoria en theoretische discussies. Echter, deze wetenschap die het gezond verstand uitdaagt, staat op het punt om een van de meest ontwrichtende krachten van de 21e eeuw te worden. Kwantumsupercomputers, onmeetbare communicatie en sensoren met bijna absolute nauwkeurigheid beloven niet alleen de technologie te revolutioneren, maar ook onze denkwijze over de toekomst te veranderen.
“We staan voor een diepe technologische transformatie en een verandering in mentaliteit”, zegt Mário Caldeira, hoofd kwantumtechnologieën bij Deloitte Portugal. Hij legt uit hoe de kwantumrevolutie de wereld en digitale veiligheid zoals we die kennen, zal veranderen.
“Informatietechnologieën hebben altijd onze verbeelding overtroffen. En dit geldt ook voor kwantumtechnologieën. Het zijn waarschijnlijk de technologieën die de grootste impact zullen hebben in de 21e eeuw. Ze zijn gebaseerd op principes van de kwantumfysica die al meer dan een eeuw bekend zijn, maar die enorme invloed hebben op organisaties en de samenleving.”
Van Theorie naar Realiteit
Kwantumcomputing is gebaseerd op principes van de fysica die al meer dan honderd jaar bekend zijn, maar begint nu uit de theorie naar de werkelijkheid te verschuiven. “Kwantumcomputers kunnen extreem snel zijn, duizenden of miljoenen keren sneller dan de supercomputers die we momenteel hebben. Dit geldt niet voor alle verwerkingen, maar voor specifieke soorten zoals factorisatie, optimalisatieproblemen en simulaties die ook gerelateerd zijn aan machine learning”, legt Caldeira uit.
Hoewel kwantumcomputers nog in ontwikkeling zijn, is de race wereldwijd aan de gang. “Momenteel hebben we machines met enkele duizenden qubits, maar bijvoorbeeld IBM heeft plannen voor 2033 om een machine met 100.000 qubits te presenteren. De impact zal dan aanzienlijk kunnen verschillen. Deze technologieën zijn nog in ontwikkeling, maar kunnen een diepgaand effect hebben op de samenleving, in verschillende sectoren zoals de bankwereld, telecommunicatie, defensie en gezondheidszorg.”
De Grens van Digitale Veiligheid
Een van de gebieden waar kwantumtechnologie de grootste verstoring belooft, is de cybersicherheit. Deloitte heeft recentelijk, in samenwerking met het Instituto Português da Qualidade en het Instituto Superior Técnico, de eerste kwantum-sleutelverdeling communicatie tussen Portugal en Spanje gerealiseerd, waarbij een volledig veilige communicatie tussen Portalegre, Elvas en Badajoz is tot stand gebracht.
“Dit was een belangrijke mijlpaal,” benadrukt Caldeira. “We creëerden een veilige verbinding met apparatuur voor kwantum-sleutelverdeling. Het was de eerste internationale communicatie van deze aard in ons land, met een afstand van 65 kilometer. Deze ervaring stelt ons in staat om een volledig veilige verbinding tot stand te brengen en is belangrijk voor de toekomst wanneer krachtigere kwantumcomputers onze huidige encryptiesleutels kunnen breken.”
De innovatie is meer dan symbolisch: kwantumcomputers zullen in de toekomst waarschijnlijk de huidige encryptiesleutels kunnen kraken. “Met behulp van het Shor-algoritme kunnen kwantumcomputers snel de factorisatie verwerken en zo bestaande encryptiesleutels breken”, legt Caldeira uit. “Er zijn twee oplossingen: ofwel gebruiken we kwantumcommunicatie, waarin de sleutel wordt verzonden via gepolariseerde fotonen, ofwel gebruiken we post-kwantumcryptografie, die gebaseerd is op wiskundige wetten die zo complex zijn dat zelfs een kwantumcomputer ze niet kan oplossen.”
Oninbraakbare Communicatie?
Maar zijn kwantumcommunicatiesystemen echt oninbraakbaar? “Het woord onmogelijk is altijd moeilijk te garanderen,” antwoordt Caldeira, “maar ik kan zeggen dat dit de veiligste bekende manier van communiceren is.” Deze vooruitgang is bijzonder relevant in een context waarin enorme hoeveelheden versleutelde gegevens momenteel worden opgeslagen door zowel legitieme als illegitieme entiteiten. “Er zijn verschillende entiteiten die gegevens opslaan die publiekelijk op het netwerk circuleren. Deze gegevens zijn versleuteld en momenteel kunnen we ze niet decoderen. Maar in de nabije toekomst, met krachtigere kwantumcomputers, zal dit mogelijk zijn,” legt hij uit.
De “Kwantumrisico” en de Wereldwijde Race
Het Wereld Economisch Forum en Deloitte wijzen op het zogenaamde kwantumrisico, oftewel de impact die kwantumcomputing kan hebben op de gegevensveiligheid, overheden en bedrijven. “Organisaties moeten zich realiseren dat de kans op krachtige kwantumcomputers zeer groot is en dat deze computers de veiligheid van de informatie die tegenwoordig circuleert, zullen beïnvloeden,” benadrukt Caldeira. “Ze moeten hun cryptografische activa identificeren, begrijpen welke systemen ze gebruiken om informatie te beschermen en de mate van risico-exposure evalueren wanneer er significante kwantumcomputing wordt geïntroduceerd.”
Wanneer Kwantum en Kunstmatige Intelligentie Samenkomen
En wat gebeurt er wanneer deze technologie zich vermengt met kunstmatige intelligentie? “Kunstmatige intelligentie is enkele jaren verder,” legt Caldeira uit. “De concepten dateren al uit de late jaren 50. Tegenwoordig is het een realiteit die een grote impact heeft, en het zal komen, met of zonder kwantumtechnologieën. Maar kwantumtechnologieën kunnen het proces versnellen. Ze zijn toepasbaar op verschillende soorten verwerking die invloed hebben op kunstmatige intelligentie: optimalisatie, lineaire algebra, matrixverwerking. Wanneer we krachtige kwantumcomputers hebben, zal dit de processen die verband houden met kunstmatige intelligentie versnellen.”
“De waarheid is dat we zeer weinig weten over de wereld om ons heen. Deze wetten van kwantumfysica zijn vreemd en moeilijk te begrijpen, maar deze technologische evolutie zal ons helpen om het universum beter te begrijpen en na te denken over een andere samenleving. In het verleden was het moeilijk om je de wereld van nu voor te stellen. Ook nu is het moeilijk te begrijpen hoe ver deze evolutie ons zal brengen. Maar als we de impact van technologieën begrijpen, kunnen we een stap voorwaarts zetten en bijdragen aan een betere wereld en een interessantere samenleving voor iedereen.”
