Nieuw QuSoft ontwikkelt software voor quantumcomputers
Vandaag ziet het onderzoekscentrum QuSoft het levenslicht op het Amsterdamse Science Park. Dit samenwerkingsverband tussen de UvA, de VU en het Centrum Wiskunde en Informatica (CWI) gaat software ontwikkelen voor de volgende revolutie op het gebied van computers: de quantumcomputer. Volgens UvA-hoogleraar theoretische natuurkunde Kareljan Schoutens, directielid van het nieuwe centrum, is de doorbraak van de quantumcomputer nabij. ‘Het is niet meer de vraag óf het gaat gebeuren, maar wanneer.’
Een normale computer verwerkt informatie met behulp van bits. Een bit is de kleinste eenheid van informatie. Het kan een waarde hebben van ‘0’ of ‘1’. Een quantumcomputer werkt niet met deze gangbare bits, maar met zogeheten qubits. Die bevatten informatie die verscholen ligt in de vreemde eigenschappen van hele kleine deeltjes, zoals de deeltjes waaruit licht bestaat. Op die kleine schaal gelden de wetten van de quantummechanica en kunnen deeltjes bijvoorbeeld op twee plaatsen tegelijk zijn. Daardoor kunnen qubits als het ware 0 en 1 tegelijk zijn, wat het mogelijk maakt moeilijke berekeningen heel snel uit te voeren.
Cryptografie
De software die QuSoft gaat ontwikkelen, speelt in op de enorme rekenkracht die quantumcomputers kunnen bieden. Die kracht zit hem onder meer in het makkelijk kunnen ontbinden van getallen in factoren. ‘Het getal 15 kun je gemakkelijk ontbinden in 5 maal 3,’ zegt Schoutens. ‘Maar met heel grote getallen hebben normale computers het moeilijk. Veel van de huidige manieren waarop we informatie beveiligen, gebruiken dit soort wiskunde. De quantumcomputer kan straks al deze vormen van beveiliging breken.’
Waar de nieuwe technologie beveiliging kan kraken, kan het juist ook nieuwe manieren van beveiliging opleveren. Het versleutelen van informatie, ofwel cryptografieMeer weten over cryptografie? Folia interviewde recent Axel Arnbak over de beveiliging van online communicatie., is één van de vier vraagstukken waar QuSoft zich mee bezig gaat houden. Drie andere onderzoeksgroepen kijken naar manieren om bugs in quantumsoftware op te sporen, naar nieuwe algoritmes die optimaal gebruik maken van het aantal beschikbare qubits en naar mogelijke verbeteringen van de achterliggende technische architectuur zodat die beter aansluit op de ontwikkelde software.
Voorspelling
Op dit moment is het volgens Schoutens nauwelijks mogelijk om een voorspelling te maken van het complete scala aan mogelijke toepassingen van de quantumcomputer. De technologie lijkt in ieder geval bij uitstek geschikt voor het modelleren van chemische processen en voor berekeningen die het uitvinden van nieuwe materialen mogelijk maken. Daarnaast kan er erg goed mee door enorme hopen gegevens worden gezocht, wat betere zoekmachines dichterbij brengt.
Een voorspelling die wél gerechtvaardigd is, is dat het moment waarop quantumcomputers hun voorlopers naar de kroon steken niet ver meer weg is. ‘Er gaat een moment komen dat de quantumcomputers de gewone computers in prestaties voorbij gaan,’ zegt Schoutens. ‘Nog niet zo lang geleden was men erg sceptisch. Nu is het niet meer de vraag óf dit gaat gebeuren, maar hoe snel.’ Of quantumcomputers dan ook een vergelijkbaar snelle ontwikkeling zullen doormaken als de computertechnologie die iedereen in zijn broekzak meedraagt, blijft volgens hem voorlopig nog even de vraag. ‘Het gaat een enorme klus worden, maar we zien op dit moment geen blokkades die dat tegen zouden kunnen houden.’
