Wat wordt de impact van quantum?

Delft is koploper op het gebied van quantumtechnologie. Binnen QuTech werken TU Delft en TNO samen aan quantumcomputers en quantuminternet. Dat biedt kansen voor het Nederlandse bedrijfsleven, maar roept ook veel vragen op.

Hoe gaat de komst van quantumtechnologie industrie en samenleving beïnvloeden? Over die vraag boog een team van Delftse onderzoekers zich de afgelopen maanden. Pieter Vermaas en Deborah Nas waren twee van de trekkers van dit TU Delft Quantum Vision Team. 

De verwachtingen van de quantumtechnologie zijn hoog: straks kunnen we materialen en medicijnen ontwikkelen op moleculair niveau, geheimen van het heelal ontsluiten met supertelescopen en hebben we een onhackbaar internet, is het idee. Toch is dat eigenlijk koffiedik kijken. “Je kunt het vergelijken met de komst van laser, die in de jaren vijftig en zestig in universiteitslaboratoria werd ontwikkeld”, zegt Pieter Vermaas, universitair hoofddocent ethiek en filosofie. “Pas tientallen jaren later veranderde ons leven ingrijpend door toepassingen als cd-spelers, laserchirurgie en laserprinters. We verwachten dat quantumtechnologie eveneens grote impact zal hebben op industrie en samenleving, maar net als destijds weten we nog niet precies hoe en wanneer. Wat we wel weten, is dat zo’n volstrekt nieuwe technologie onverwachte, en misschien zelfs ongewenste, gevolgen kan hebben. Het is ook een taak van de wetenschap om daarbij stil te staan.”

Eerste aanzet

De verkenning door het Quantum Vision team is een eerste aanzet om de impact van quantumtechnologie te onderzoeken. “Quantum zit nu nog in de onderzoeksfase; we kunnen pas een realistische inschatting van de impact maken als we een idee van de toepassingen hebben”, zegt Deborah Nas, alumna en hoogleraar strategic design for technology-based innovation. “Veel van die toepassingen moeten nog worden ontdekt. Met het visieteam zijn we begonnen de mogelijkheden in kaart te brengen, maar we zien hier ook een belangrijke rol weggelegd voor onze alumni. We hopen dat zij het onderwerp in hun eigen organisaties op de agenda zetten en erover nadenken hoe zij quantumtechnologie zouden kunnen gebruiken.” 

Samenwerking met bedrijven speelt een belangrijke rol in de ontwikkeling van quantumtechnologie. “Innovatie heeft veel meer kans van slagen als je overheid en bedrijfsleven daar al in een vroeg stadium bij betrekt”, zegt Nas. “In Delft bouwen we aan een quantumecosysteem, een quantumcampus, waarbinnen we gezamenlijk kunnen optrekken.” Zo’n innovatie-ecosysteem draait om onderzoekers en laboratoria, maar omvat ook start-up-faciliteiten en links naar investeerders en industrie. Centrale rol op de Q-campus is weggelegd voor quantuminstituut QuTech waar mensen van TNO en TU Delft met onder meer Microsoft en Intel samenwerken. 

Eén van de onderwerpen waar QuTech zich op richt is het quantuminternet en dat zou weleens de eerste werkende toepassing van quantumtechnologie kunnen worden. “Quantumcomputers met voldoende qubits om klassieke computers te overtreffen, zullen nog wel even op zich laten wachten, maar een quantuminternet kan al functioneren op basis van hardware met enkele qubits”, zegt Nas. 

Bij QuTech is de eerste Nederlandse simulator van de quantumcomputer gebouwd. (Foto: Sam Rentmeester)

Waarden en normen

Om de ontwikkeling van quantumtechnologie in maatschappelijk goede banen te leiden, moet je ook de samenleving betrekken in het Delftse quantumecosysteem. Dan krijg je maatschappelijk verantwoord innoveren. Behalve naar toepassingen als quantuminternet keek het visieteam daarom naar governance: “Het internet in zijn huidige vorm voldoet aan allerlei normen en waarden die we als samenleving belangrijk vinden, zoals veiligheid, privacy, vrije toegang en netneutraliteit. Om dat te waarborgen hebben we in de loop der jaren regelgeving en controlemechanismen ontwikkeld. Dat zullen we voor een quantuminternet opnieuw moeten doen,” stelt Vermaas. Wat de maatschappelijke discussie over dit onderwerp echter bemoeilijkt, is de neiging van mensen om over nieuwe technologie te praten in uitersten. “Kijk naar robotica en artificiële intelligentie: het wordt bejubeld of verguisd. Mensen denken graag in hype- of doemscenario’s. Hetzelfde zie je met quantumtechnologie”, zegt Vermaas. “De angst is dat quantumcomputers straks al onze encryptiemethoden kunnen ontcijferen, onze financiële systemen ontwrichten en zo de samenleving in chaos storten.” 

Evolutie, geen revolutie

Door ook over de doemscenario’s na te denken, kunnen we vroegtijdig actie nemen en zo extreme situaties voorkomen. Uit de gesprekken die het visieteam met banken en ministeries heeft gevoerd, bleek dat vele instanties daar al mee bezig zijn. Quantumcomputers kunnen namelijk wel degelijk een risico vormen voor onze huidige cyberveiligheid. “Iets waar quantumcomputers heel goed in zullen zijn, is het ontbinden van heel grote getallen in hun priemfactoren. Klassieke computers kunnen dat niet en daar is nu juist veel encryptie op gebaseerd, waarmee we onder meer digitale handtekeningen en communicatie over het internet beveiligen. Dat is dus iets waar veel organisaties zich op zullen moeten voorbereiden”, zegt Nas. Gelukkig hebben we daar de tijd nog wel voor. “Vanuit technologisch oogpunt kun je quantumtechnologie echt wel revolutionair noemen, maar quantumcomputers zullen niet van de ene op de andere dag verschijnen; we hebben dus tijd om ons aan te passen.”

Meer weten?

Het Quantum Vision team heeft zijn bevindingen in tijdschriftvorm bij elkaar gebracht. “We hopen dat dit niet alleen een toegankelijke inleiding biedt in quantumtechnologie en de impact ervan, maar dat het ook uitnodigt tot nadere discussie en samenwerking op dit onderwerp.”  Het Quantum Vision magazine is online te lezen op:  https://qutech.nl/quantum-internet-magazine