Kwantumcomputing begint in Nederland steeds minder als fictie te klinken. Steeds meer laboratoria, universiteiten en bedrijven proberen deze nieuwe manier van informatieverwerking te begrijpen, die de potentie heeft om alles van scheikunde tot logistiek te veranderen. In deze context hebben het Nederlands Instituut voor Wetenschappelijk Onderzoek en IBM een samenwerking aangekondigd om deel uit te maken van het IBM W Network en om een IBM Q Hub te leiden vanuit Nederland.
Dit is een belangrijke stap zodat het land kan concurreren met grote internationale centra. Om beter te begrijpen wat dit allemaal betekent en hoe het de toekomst van onderzoek kan beïnvloeden, heeft Juan José García Ripoll, een natuurkundige verbonden aan het instituut, een interview gegeven waarin hij zijn inzichten deelde.
Het Kwantumcomputer versus de Klassieke Computer
Juan José Ripoll is wetenschappelijk onderzoeker en heeft zijn doctoraat in de natuurkunde behaald aan de Universiteit Complutense van Madrid. Hij verduidelijkte de relatie tussen een kwantumcomputer en een klassieke computer: “Op dit moment werken we met kwantumcomputers als coprocessoren.” De aanvulling tussen beide systemen lijkt de meest haalbare route op korte termijn te zijn. Momenteel functioneert kwantumcomputing alleen in combinatie met klassieke systemen, wat essentieel is voor het begrijpen van de huidige staat en het realisme van de technologie.
De onderzoeker legt uit dat de programmering van kwantumcomputers zich nog in een primitief stadium bevindt. “We werken momenteel op een zeer basaal niveau met bits; we schakelen dingen in en uit. Er is op dit moment nog geen hoogwaardig programmeertaal.” Hij benadrukt dat de industrie vooruitgang boekt, maar dat er nog behoefte is aan een volwassen softwarelaag, vergelijkbaar met de vroege dagen van klassieke informatieverwerking.
Juan José García Ripoll merkt op dat “de simpele aanwezigheid van een qubit tot voor kort als ondenkbaar werd beschouwd. Bovendien was er een aanzienlijke weerstand binnen de wetenschappelijke gemeenschap tegen de mogelijkheid om een kwantumcomputer te bouwen.”
Kwantumcomputing: Huidige en Toekomstige Impact
In het interview wijst de natuurkundige op een onmiddellijke voordelen van kwantumcomputing voor de samenleving: onderwijs en de publieke toegang tot kleine kwantumcomputers. “Het is interessant om deze technologie beschikbaar te hebben voor educatieve doeleinden, zodat mensen op scholen en instituten leren wat kwantumfysica is.”
Desondanks waarschuwt hij: “De transformatie naar de samenleving zal zeer langzaam verlopen.” Hij gelooft niet dat kwantumcomputing op korte termijn ons dagelijks leven zal transformeren, hoewel het volgens experts een veelbelovende toekomst heeft.
Het Shor-algoritme: Een Werkelijke Bedreiging
Daarnaast sprak Juan José García over wat in de kwantumcomputing bekend staat als het Shor-algoritme. Volgens hem bedreigt dit de huidige cryptografische sleutels die gebaseerd zijn op de factorisatie van grote nummers, wat wereldwijd een uitdaging vormt. “Veel van de cryptografische technieken die we tegenwoordig gebruiken, worden obsoleet.”
De expert beschrijft de potentiële impact van een kwantumaanval. “De aanwezigheid van dit algoritme betekent dat we nummers zouden kunnen factoriseren – het ontbinden van een nummer in zijn kleinste getallen – groot genoeg om berichten te breken die de afgelopen 10 of 15 jaar via netwerken zijn verzonden.”
Toch is er nog veel werk te doen. Kwantumcomputing is nog een jonge technologie, met meer vragen dan antwoorden, en met machines die vaker falen dan we zouden willen. De kwantumtechnologie heeft stabielere computers, algoritmen die echt nieuwe oplossingen bieden en een wetenschappelijke gemeenschap nodig die in staat is om te werken met tools die nog in ontwikkeling zijn.
