Over zo’n vijf jaar verwachten wetenschappers de eerste goed werkende quantumcomputers te bouwen. Het Centrum Wiskunde & Informatica in Amsterdam begint nu alvast met het ontwikkelen van quantumsoftware in onderzoekscentrum QuSoft. Hoogleraar informatica Harry Buhrman bedacht het nieuwe centrum.
Quantumsoftware maken voordat er een computer is waarop die software werkt. Is dat niet de huid verkopen voordat de beer geschoten is?
‘Zeker niet. In de jaren zestig dachten mensen ook dat het geen zin had software voor computers te ontwikkelen, omdat die hooguit voor complexe berekeningen zouden worden gebruikt. Nu is de software-industrie groter dan de hardware-industrie. Je kunt dus maar beter op tijd beginnen. Bovendien zijn er al kleine quantumcomputers gebouwd, alleen werken die nog niet goed. Om die te verbeteren, is het belangrijk hardware en software tegelijkertijd te ontwikkelen en testen.’
Wat zijn de voornaamste obstakels bij het ontwikkelen van quantumsoftware?
‘Een quantumcomputer kan niet, zoals vaak wordt gezegd, elk probleem veel sneller oplossen dan een gewone computer. Het is nog onduidelijk welke problemen die wel aankan en welke niet. Dat geldt overigens in mindere mate ook voor een klassieke computer: een van de millenniumproblemen in de wiskunde is gerelateerd aan de vraag wat voor problemen een computer wel en niet snel kan oplossen. Bij een quantumcomputer is die vraag nog veel moeilijker, omdat we niet goed weten wat de effecten zijn van quantummechanische principes zoals superpositie en interferentie. Dankzij superpositie kan een quantumcomputer extreem veel berekeningen tegelijk uitvoeren. Interferentie moet er dan voor zorgen dat de interessante berekeningen overblijven. Hoe dat mechanisme precies te gebruiken is, gaan wiskundigen, natuurkundigen en informatici bij QuSoft samen onderzoeken.’
Wat over wetenschap naar buiten komt, is een gepolijste weergave van de werkelijkheid
Iedereen moet beseffen dat wat er over wetenschap naar buiten komt, een gepolijste weergave is van de werkelijkheid, stelt Yannick Fritschy.
Wat voor software gaat QuSoft ontwikkelen? Dingen als QuWord en QuPaint?
‘Nee, in eerste instantie zullen we ons richten op wetenschappelijke toepassingen. Het simuleren van biologische of chemische processen is bijvoorbeeld iets dat quantumcomputers beter moeten kunnen dan klassieke computers. Daarnaast zoeken we naar nieuwe manieren om software te beveiligen. Want de quantumcomputer brengt als nadeel met zich mee dat die de huidige beveiligingscodes zal kunnen kraken.’
Is daar haast bij geboden?
‘Absoluut. Hoewel quantumcomputers pas over een jaar of twintig in staat zullen zijn de huidige codes te kraken, moet daar nu al op ingespeeld worden. Je wilt immers niet dat geheime gegevens die nu worden opgeslagen, over twintig jaar openbaar gemaakt kunnen worden. Bovendien kost het tijd om een volledig nieuwe infrastructuur te maken voor quantumversleuteling.’
Met QuSoft en QuTech timmert Nederland hard aan de weg. Is de eerste goed werkende quantumcomputer straks van Hollandse makelij?
‘Dat hoop ik wel, maar ook in het buitenland is veel gaande. In ieder geval staat Nederland nu op de eerste rij. We zijn ook in gesprek met grote bedrijven zoals Microsoft en Google, die zeer geïnteresseerd zijn in ons onderzoek.’
Harry Buhrman is leider van de onderzoeksgroep Algorithms and Complexity bij het Centrum Wiskunde & Informatica en hoogleraar informatica aan de Universiteit van Amsterdam. Samen met hoogleraar theoretische natuurkunde Kareljan Schoutens vormt hij de directie van QuSoft.
Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.
Lees ook: