De kwantumcomputer fascineert al jaren zowel wetenschappers als het grote publiek, maar is het ook echt mogelijk zo’n apparaat te bouwen? En zo ja, welke impact zou een kwantumcomputer hebben op ons dagelijks leven? Door doorbraken van de laatste paar jaar, met name ook uit Nederland, is nu goed in beeld welke cruciale stappen nog nodig zijn om echt een kwantumcomputer te kunnen bouwen. In de komende vijf tot tien jaar moet blijken of en hoe we die stappen kunnen zetten.
Kwantumcomputers werken met fundamenteel andere principes dan alle bestaande computers. Ze rekenen met kwantumbits die tegelijk 0 en 1 kunnen zijn, en die met elkaar zelfs over grote afstanden verstrengeld kunnen zijn. Vanwege zijn bijzondere kwantumeigenschappen kan een kwantumcomputer ingewikkelde vraagstukken kraken uit de wiskunde, natuurkunde, chemie en materiaalkunde. Maar hoe vertaalt zich dat naar ons dagelijks leven? Zal zo’n computer innovatie op indrukwekkende wijze versnellen? Is het internet nog veilig als er een kwantumcomputer bestaat, of kan het juist veel veiliger worden? Kwantumtechnologie is in 2014 door het kabinet uitgeroepen tot één van de vier Nationale Iconen.
Verbindend karakter
Kwantumgedrag op grote schaal kunnen controleren, vormt een geweldige wetenschappelijke en technologische uitdaging. Fundamenteel onderzoek is nodig om de kwantumbits te begrijpen, bijvoorbeeld om een effectieve bescherming te vinden tegen decoherentie, het door externe invloeden verloren gaan van verstrengeling. Wat is de ideale bouwsteen voor de kwantumbit: een lichtdeeltje, een elektron, het Majoranadeeltje? Hoe kunnen verstrengelde bits van elkaar worden gescheiden en worden benut in communicatie sneller dan het licht over een kwantuminternet? Om deze vragen te kunnen beantwoorden zijn onder meer nieuwe materialen, chipstructuren en software en wiskundige algoritmes nodig.
Het uiteindelijke gebruik van de toekomstige kwantumcomputer roept een breed scala aan vragen op. We moeten ook van tevoren nadenken over maatschappelijke en economische kansen van deze technologie. Nieuwe onderzoeksvelden als biokwantuminformatica zullen kunnen ontstaan, die een enorme versnelling van bijvoorbeeld de ontwikkeling van medicijnen kunnen betekenen.
