Kwantumcomputer staat voor snelle doorbraak

door: Han Mesters

In de afgelopen twee decennia hebben we veel nieuwe termen erbij gekregen zoals kunstmatige intelligentie, blockchain, kwantumcomputer, disruptie, gig economie en platform-gebaseerde businessmodellen. Zoals inmiddels bekend wordt de invloed van technologie op de korte termijn overschat en op de lange termijn onderschat, de zogeheten Wet van Amara. Met betrekking tot het eerste: er zijn nog steeds geen vliegende auto’s en de volledig zelfrijdende Tesla laat ook nog wel even op zich wachten.

Kunstmatige intelligentie is een goed voorbeeld van het onderschatten van de invloed van technologie op de lange termijn. Het vakgebied is al oud en de rekenregels die eraan ten grondslag liggen, bestaan voor een groot deel al sinds de jaren zeventig. Nieuw is de enorme toename in rekenkracht. Die rekenkracht maakt het mogelijk om wijs te worden uit enorme bergen data. Kunstmatige intelligentie helpt artsen om betere diagnoses te stellen en de industrie efficiënter en duurzamer te laten produceren en het zit in de vertaal-app op de smartphone, in de navigatiesoftware van de auto en in de aanbevelingen van Netflix op tv. De mogelijkheden van deze technologie blijken  spectaculair, al waarschuwde de overleden  natuurkundige Stephen Hawking al eerder voor de gevaren ervan, net als de flamboyante ondernemer Elon Musk dat tegenwoordig doet.

Kwantumcomputer

De technologie waarvan de kwantumcomputer gebruikt maakt, bestond in 2001 nog niet en heeft recent een spectaculaire doorbraak gemaakt. Zo berekende Google’s kwantumcomputer Sycamore in oktober vorig jaar een complexe combinatie van sommen in 3 minuten en 20 seconden. Deze rekensom zou naar eigen zeggen met een standaard computer minstens 10.000 jaar duren.

De uitgangspunten van deze computer zijn volledig anders dan dat wat we gewend zijn. Het grijpt terug op het waarschijnlijkheidsdenken uit de theoretische natuurkunde. Een van de grondleggers van de theorie achter de kwantumcomputer was de briljante natuurkundige en Nobelprijswinnaar Richard Feynman. Een normale computer haalt zijn rekenkracht uit ‘bits’: dat is een 0 of een 1. Een kwantumcomputer gebruikt ‘qubits’: dat zijn gek genoeg tegelijkertijd een 0 en een 1. Het werkt namelijk op de mysterieuze eigenschappen van de allerkleinste deeltjes, de kwantummechanica. Om het verschil uit te leggen, kan als metafoor het best een doolhof gebruikt worden; een normale computer berekent een voor een wat alle mogelijkheden zijn om de uitgang te vinden, een kwantumcomputer verkent alle mogelijke paden tegelijk.

Kraken

De kwantumcomputer zal tal van positieve maatschappelijke gevolgen hebben als het gaat om het doorrekenen van complexe modellen die zowel voor de wetenschap als het bedrijfsleven cruciaal zijn. Denk bijvoorbeeld aan weersvoorspellingen en complexe scenario’s die te maken hebben met de gevolgen van klimaatverandering.

Daarnaast is natuurlijk de vraag relevant welke verstorende gevolgen een dergelijke technologie heeft. Die doen zich bijvoorbeeld voor bij de beveiliging van data, ook wel encryptie genoemd. Juist een belangrijke andere en relatief jonge innovatie, blockchain, kan hierdoor worden geraakt. Blockchain is te zien als een grootboek waarbij alle daarin gemaakte wijzingen zichtbaar zijn. De technologie zou een deel van het werk van een notaris of het kadaster overbodig kunnen maken en staat of valt dus bij de beveiliging van de data. De kwantumcomputer blijkt echter in een relatief korte tijd de blockchain-beveiliging te kunnen kraken en deze innovatie dus mogelijk overbodig te maken.

De conclusie over de kwantumcomputer is dan ook tweeledig. Aan de ene kant zijn de voortekenen veelbelovend, al hebben we nog geen goed beeld wat deze ‘revolutie’ op het gebied van rekenkracht en probleemoplossend vermogen gaat opleveren. Maar wie had destijds gedacht dat de bescheiden computer in de Apollo 11, die in juli 1969 op de maan landde, de basis zou leggen voor een van de grootste industrieën die we nu hebben. Aan de andere kant zijn er risico’s. De kwantumcomputer heeft niet alleen de aandacht van wetenschappers en ondernemingen, maar zeker ook van de inlichtingendiensten van grootmachten om toegang te krijgen tot beveiligde data.