De computer die ons leven kan veranderen: deze lector bereidt je vast voor

20 januari 2021
Beeld:

iStock | De kern van de kwantumcomputer is een soort omgekeerde kandelaar die ongeveer twee en een halve meter hoog is.

Geplaatst door
Kyrie Stuij
Op
20 januari 2021

De kwantumcomputer kan mogelijk baanbrekende resultaten boeken in de ontwikkeling van medicijnen of onze reis naar een duurzame wereld versnellen. De kans bestaat dat we er over vijftien jaar, of zelfs eerder, mee kunnen werken. En daar moeten we nú op voorbereid zijn, vindt lector Marten Teitsma.

Zoals de stoommachine ons de industriële revolutie in leidde of de telefoon van Graham Bell de voorloper was van onze smartphone, zo zou de kwantumcomputer – met zijn extreem snelle rekenfunctie – zomaar grote veranderingen kunnen aanbrengen in ons leven. Alle computerminded ogen ter wereld zijn gericht op deze nieuwe techniek en de verwachting is dat de computer over tien tot twintig jaar volop in gebruik is.

 

Dat klinkt misschien ver weg, maar voor een uitvinding als deze kun je maar beter op tijd voorbereid zijn, vindt Marten Teitsma. Hij is bijzonder lector Applied Quantum Computing op de HvA en geeft hier sinds kort workshops over aan medewekers van ABN Amro, Rabobank en ING. Wat moet je weten over deze ontwikkeling?

 

De kwantumcomputer: is dat een soort computer 2.0?

‘Niet helemaal. De kwantumcomputer is geen betere versie van de klassieke computer, het is eerder een nieuwe uitvinding. Vergelijk het met voertuigen: zoals we ooit gewend waren om vooral te reizen met de auto, kunnen we dat nu ook met een vliegtuig. De kwantumcomputer is het vliegtuig.’

 

‘Het voordeel van de kwantumcomputer is dat die maar een paar minuten doet over bepaalde berekeningen waar onze huidige (super)computers maanden en soms wel jaren over doen. Maar er zullen functies blijven, denk aan tekstverwerking, die we op de klassieke computer blijven doen.’

Beeld: Eigen beeld | Marten Teitsma

Wat kan die mogelijkheid in snelle berekeningen betekenen voor ons leven? 

‘Dat moeten we natuurlijk nog zien, maar de verwachting is dat het veel efficiency kan opleveren. Het wordt makkelijker om materialen te ontwikkelen, zoals zonnecellen, batterijen of kunstmest. Dat kan bijdragen aan duurzaamheid, omdat processen efficiënter worden en we sneller nieuwe, alternatieve materialen kunnen maken.’

 

‘Door de mogelijkheid om snel ingewikkelde berekeningen te maken, kan de kwantumcomputer voorspellen welke combinatie van atomen en moleculen leiden tot een bepaalde reactie, waar bijvoorbeeld nieuwe materialen uit ontstaan of nieuwe medicijnen. Als er nu een medicijn wordt ontwikkeld, gebeurt dat via proeven in een laboratorium. Ondanks dat wetenschappers goed uitzoeken welke combinaties zouden kunnen werken, blijft het een beetje trial and error. En dat komt omdat ze niet vooraf kunnen berekenen welke resultaten ze exact kunnen verwachten. De verwachting is dat de kwantumcomputer zou dat wel kunnen, waardoor je mogelijk sneller medicijnen kunt ontwikkelen.’

 

Een functie die tijdens deze coronacrisis niet had misstaan. Zouden we met de kwantumcomputer sneller tot een vaccin zijn gekomen, denk je?

‘Intuïtief denk ik van wel, maar dat kun je nu natuurlijk niet met zekerheid zeggen. Zeker omdat het een compleet nieuwe ontwikkeling is. Zoals we in de jaren vijftig bezig waren met de klassieke computer die pas in jaren tachtig in de huiskamer stond, zo zijn we nu bezig met de ontwikkeling van de kwantumcomputer. We zijn nog niet zo ver dat je die voorspelling kan maken.’

‘De eerste computer was zo groot als een klaslokaal, zo kan de kwantumcomputer er ook uit komen te zien’

Beginnen we dan weer met een gigantisch bakbeest zoals in de jaren tachtig? 

‘De eerste computer in de jaren vijftig was zo groot als een klaslokaal. Zo kan de kwantumcomputer er ook uit komen te zien, als je bedenkt dat de kern van deze computer nu al twee en een halve meter hoog is en daar dus nog van alles omheen gebouwd moet worden. Het verschil met de jaren vijftig is wel dat je niet meer fysiek naar de computer toe hoeft, omdat we op afstand, via de cloud, kunnen inloggen.’

 

‘Overigens is het nog onduidelijk hoe de computer er precies uit zal komen te zien. Zo is er een bedrijf vlakbij Helsinki dat zich richt op kwantumcomputers op desktopgrootte en worden er in Twente kleine quantumchips gemaakt op basis van licht. Wat uiteindelijk de “winnende techniek” wordt, zal ook bepalend zijn voor het uiterlijk van de computer.’

Beeld: Unsplash | Computers zijn er door de jaren heen steeds anders uit gaan zien.

Wat moet er nog gebeuren voordat de kwantumcomputer op de markt komt? 

‘Heel veel. De kern van deze computer bestaat uit zogenoemde qubits. Dat zijn fysieke onderdelen die alleen in extreme koelte kunnen functioneren, net iets boven de 273 graden onder nul om precies te zijn. Daar heb je hele sterke koelkasten voor nodig. Die zijn moeilijk te bouwen en ze vreten stroom, maar ze bestaan al wel. In die koelkasten wordt nu gewerkt met zestig qubits. Hoeveel qubits er uiteindelijk nodig zijn is nog niet precies duidelijk, maar dat zou zomaar in de miljoenen kunnen lopen.’

 

Waarom is het zo belangrijk om er dan nu al mee bezig te zijn?

‘Nieuwe ontwikkelingen kunnen ons veel opleveren, maar dan moet je wel op tijd bewust zijn van mogelijke risico’s en kansen. De data van onze huidige computers wordt nu beschermd, maar als de kwantumcomputer er is kan die ook een gevaar vormen. Zo zou die bijvoorbeeld onze beveiligingscodes kunnen kraken. Als dit over vijftien jaar een probleem vormt, dan wil je dus nu alvast nadenken over oplossingen.’

 

Wat leer je bankmedewerkers in je workshops en waarom zijn juist zij geïnteresseerd in deze nieuwe techniek? 

‘De financiële sector is het gewend om met veel data te werken en hecht dus belang aan de bescherming van gegevens. De kwantumcomputer kan daarin veel betekenen. De workshop richt zich vooral op bewustwording van een diverse groep medewerkers: van accountants tot communicatiestrategen. Ik vertel ze over de voor- en nadelen van de kwantumcomputer en wat voor veranderingen er mogelijk bij komen kijken. Je moet tegen die tijd namelijk echt je hele computerstructuur gaan aanpassen.’

 

Kunnen studenten van de HvA zich ook verdiepen in dit onderwerp?

‘We starten in februari als eerste hogeschool in Nederland met de minor Quantum Computing. Die valt onder de opleiding HBO-ICT en daarin verdiepen studenten zich in de kwantumcomputer en leren ze wat voor software ze mogelijk kunnen ontwikkelen. Want ook het programmeren gaat voor deze computer heel anders dan wat we nu gewend zijn.’