De kwantumtechnologie van onderzoekers van de Universiteit van Kopenhagen is zo ver ontwikkeld dat de klassieke computertechnologie het niet meer kan bijhouden. Ze hebben een chip ontwikkeld die kan worden opgeschaald en gebruikt om de kwantumsimulator van de toekomst te bouwen.
De onderzoekers ontwikkelden een nanochip die minder dan een tiende van de dikte van een mensenhaar is. Met de chip kunnen ze voldoende stabiele lichtdeeltjes produceren, ook wel fotonen genoemd, gecodeerd met kwantuminformatie om de technologie op te schalen. Behalve de Universiteit van Kopenhagen werken verschillende bedrijven aan prototypes van de kwantumcomputer (KC), onder andere Google, Intel en IBM. Voor een heldere uitleg van de werking van een kwantumcomputer; zie onze Explainer.
Bitcoin hacking
Nieuwe technologieën brengen kansen en bedreigingen. Eén van de bedreigingen is het openbreken van versleutelde data door de enorme beschikbare rekenkracht. Als zodanig zijn alle gegevens die zijn versleuteld met behulp van wiskundige vergelijkingen kwetsbaar voor blootstelling aan KCs.
Hieronder vallen bankgegevens, door de overheid beschermde inlichtingengegevens en versleutelde berichten op mobiele telefoons. En met name versleutelde cryptocurrency-gegevens – zoals private wallet-sleutels – zijn ook kwetsbaar voor KC-technologie. Met andere woorden, een KC kan mogelijk worden gebruikt om elke privésleutel op een blockchain-netwerk te achterhalen, waardoor de gebruikers van dat netwerk kwetsbaar worden voor hacking en diefstal. De dreiging die uitgaat van de KC heeft echter meer te maken met de kwetsbaarheid van persoonlijke cryptocurrency-accounts of -portefeuilles. Deze krachtige computers kunnen gebruikerscodes hacken die worden gebruikt om transacties te autoriseren. Cryptocurrencies zullen moeten evolueren om verschillende coderings- en hashing-methoden te gebruiken die kwantumbestendig zijn.
Betere accu’s en brandstofcellen
Volgens McKinsey zou van een tiende van alle potentiële KC-use-cases die worden onderzocht, de autoindustrie kunnen profiteren. Automotive wordt één van de essentiële toepassingen voor KCs. BMW, Daimler en Volkswagen hebben verklaard dat ze op zoek zijn naar KC-onderzoek, inclusief kwantumsimulatie voor materiaalwetenschappen, met de bedoeling de productie, veiligheid en duurzaamheid van batterijen en brandstofcellen te verbeteren.
Verkeersoptimalisatiesystemen
Een jaar geleden voerde Volkswagen in Lissabon ‘s werelds eerste pilotproject uit voor verkeersoptimalisatie met een kwantumcomputer. MAN-bussen van de openbaar vervoersmaatschappij CARRIS werden uitgerust met een in eigen huis ontwikkeld systeem. Dit systeem maakte gebruik van een prototype van een KC en berekende bijna realtime de individueel snelste route voor elk van de deelnemende bussen. Op deze manier konden files worden opgespoord en vermeden. Volkswagen is van plan om in de toekomst zijn verkeersoptimalisatiesysteem te ontwikkelen tot marktrijpheid. Het is van mening dat een dergelijk systeem kan worden aangeboden aan openbaarvervoerbedrijven, taxibedrijven en wagenparkbeheerders.
Voertuigontwerp
KCs zullen ook door autofabrikanten worden gebruikt tijdens het ontwerpen van voertuigen om verbeteringen aan te brengen op het gebied van het minimaliseren van luchtweerstand en het verbeteren van milieuvriendelijkheid. Simulaties van complexe moleculen kunnen worden uitgevoerd, bijvoorbeeld om nieuwe materialen te vinden om betere batterijen te ontwikkelen. Het trainen van geavanceerde machine learning-modellen zou efficiënt kunnen worden gedaan op een KC. Ook kunnen KCs geavanceerde simulaties uitvoeren op het gebied van bijvoorbeeld auto-ongelukken, net als om algoritmen te trainen die worden gebruikt bij de verbetering van software voor autonoom rijden. Intelligentere navigatiesystemen zouden files vermijden door gedistribueerde routes toe te wijzen aan miljoenen deelnemers (zie voorbeeld Volkswagen). Het vermogen van KCs om rekentijden te verkorten van een halve maand tot een paar momenten, impliceert dat voertuig-tot-voertuigcommunicatie in realtime wordt gegarandeerd, telkens weer.
Kort samengevat
Kwantumcomputers kunnen de wereld veranderen en dezelfde revolutie veroorzaken als de personal computer en het internet. De weg die de computer heeft bewandeld van metershoge bakbeesten naar de desktopcomputer zal de kwantumcomputer voorlopig niet maken De qubits moeten gekoeld worden tot vlak bij het absolute nulpunt (-273 graden Celcius). Dit is nodig om de kwantummechanische eigenschappen te verkrijgen. Dat is wat lastig te realiseren in de gemiddelde huiskamer.
Over deze column
In een wekelijkse column, afwisselend geschreven door Wendy van Ierschot, Eveline van Zeeland, Eugene Franken, Jan Wouters, Katleen Gabriels, Mary Fiers en Hans Helsloot probeert Innovation Origins te achterhalen hoe de toekomst eruit zal zien. Deze columnisten, soms aangevuld met gastbloggers, werken allemaal op hun eigen manier aan oplossingen voor de problemen van deze tijd. Morgen zal het dus goed zijn. Hier zijn alle voorgaande afleveringen.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
