Quantum Computing was de afgelopen week flink in het nieuws. Verschillende Europarlementariërs uiten hun zorgen in een open brief aan de Europese Commissie over de mogelijkheden van Quantum Computing om de huidige beveiligingsmethodieken in een oogwenk te kraken. Hoewel de technologie nog in de ontwikkelfase is, komt Q-Day (het moment waarop de technologie breed toegankelijk is) wel dichterbij. De experts zeggen dat de komende tien jaar de technologie nog niet zover is. Maar als het zover is moet je er wel klaar voor zijn.

Quantum Computing is een supergave ontwikkeling die de grenzen van onze huidige technologie nog verder gaat verleggen. Het gaat niet alleen om snellere computers, maar ook om een fundamentele verandering in de manier waarop we informatie verwerken. In dit artikel duiken we dieper in Quantum Computing, de rol van Microsoft in deze ontwikkeling en de toekomst die voor ons ligt.

Wat is Quantum Computing?

Laten we eerst nog even doornemen wat Quantum Computing precies inhoudt. In tegenstelling tot klassieke bits, die slechts twee waarden (0 of 1) kunnen aannemen, maken Quantum bits (of qubits) gebruik van de principes van Quantum mechanica. Hierdoor kunnen ze tegelijkertijd in meerdere toestanden bestaan, waardoor ze veel krachtiger zijn en veel meer berekeningen tegelijkertijd kunnen maken. Dit fenomeen noemen we superpositie. Verstrengeling is een ander fundamenteel Quantum mechanisch concept. Wanneer twee qubits verstrengeld zijn, zijn hun toestanden onlosmakelijk met elkaar verbonden, ongeacht de afstand tussen hen. Verandering in de toestand van één qubit beïnvloedt direct de toestand van de andere qubit. Je zou het kunnen vergelijken met het verschil tussen 2D en 3D. Je krijgt er een hele nieuwe dimensie bij.

In Jip en Janneke taal

Het jeugdjournaal toonde een eenvoudig voorbeeld van hoe Quantum Computing werkt. Stel een computer moet de uitgang van een doolhof vinden. Een normale computer gaat dan alle paden één voor één af tot hij de uitgang heeft. Hoe krachtiger de computer hoe sneller hij de oplossing heeft. Een Quantum computer kan alle paden in één keer tegelijk bewandelen. Dit is een heel andere benadering en veel efficiënter. Uiteindelijk zal Quantum technologie in staat zijn om radicaal anders te denken dan hoe we dat nu doen. En dat zal innovatie radicaal versnellen.

Fundamenteel anders denken 

Bij Quantum technologie draait alles om algoritmes. Zo heb je bijvoorbeeld het Shor’s algoritme dat overigens al sinds 1994 bestaat. Dit algoritme kan grote getallen ontbinden in priemfactoren, wat essentieel is voor cryptografie. Dat gaan we straks merken in de beveiliging van onze systemen en data. Het Grover’s algoritme is speciaal gemaakt voor search. Het kan ongesorteerde databases doorzoeken met een snelheid die kwadratisch sneller is dan klassieke zoekalgoritmen. 

Nieuwe ontwikkelingen 

Quantum Computing heeft al geleid tot de ontwikkeling van nieuwe materialen, zoals supergeleiders en kwantumpunten, die belangrijk zijn voor elektronica en energieopslag. Dit zal straks een enorme bijdrage leveren aan de energietransitie. Quantum-sensoren kunnen nauwkeuriger metingen uitvoeren, bijvoorbeeld in de medische wereld of navigatie. Kortom, Quantum Computing is een fascinerende ontwikkeling welke niet alleen snelheid biedt, maar het zal ook de manier waarop we de wereld begrijpen en ermee omgaan, fundamenteel veranderen. 

Wanneer is Quantum Computing toepasbaar in de praktijk

In de nabije toekomst kunnen we Quantum computers verwachten die specifieke problemen gaan aanpakken, zoals klimaatverandering, optimalisatie, beveiliging en medicijnonderzoek. We kunnen er wel vanuit gaan dat de eerste toepassingen over 10 jaar zullen verschijnen, afhankelijk van de voortgang in de onderzoeksfase waar een groot gedeelte van deze technologie nog in zit. Op dit moment is Quantum technologie nog erg foutgevoelig. Het is daarom moeilijk om precies te voorspellen wanneer Quantum Computing een alledaags onderdeel van ons leven gaat worden.

Microsoft en Quantum Computing 

Microsoft heeft een duidelijke visie op Quantum Computing en investeert al jaren in onderzoek en ontwikkeling. Net als bij AI betreft het ook hier een race tegen de klok. Het kan immers zomaar zijn dat één van de tech-reuzen deze technologie uit de onderzoeksfase haalt en toegankelijk maakt voor brede toepassingen en mogelijk zelfs het grote publiek zoals we dat recent hebben gezien met ChatGPT van OpenAI.

Azure Quantum 

Microsoft bouwt al aan quantum hardware die tot duizenden qubits kan aansturen bij cryogene temperaturen. Deze topologische qubits zijn robuuster tegen fouten en kunnen op grote schaal worden gebruikt. Dit is een belangrijke stap in de richting van een praktisch toepasbare quantumcomputer. Het is de bedoeling om een volledig gestapelde, fouttolerante Quantum machine te ontwikkelen die uiteindelijk beschikbaar zal zijn op Azure. Daarvoor is Azure Quantum gelanceerd, een cloudplatform dat Quantum Computing toegankelijk maakt voor ontwikkelaars. Hiermee kunnen onderzoekers en bedrijven experimenteren met Quantum algoritmen en -simulaties. 

Microsoft biedt een Azure Quantum ontwikkelingskit aan waarmee ontwikkelaars Quantum algoritmen kunnen schrijven en testen. Het is een stap in de richting voor het breed toegankelijk maken van Quantum Computing. Zo is er al met behulp van Quantum Computing een nieuw materiaal ontdekt dat potentieel betere batterijen kan opleveren. Dit is één van de eerste praktische toepassing die we kennen. 

We staan nog maar aan het begin

De wereld heeft een Quantum Supercomputer nodig om de moeilijkste en meest complexe problemen in de wereld op te lossen, zoals de problematiek rond klimaatverandering en het aanpakken van voedselonzekerheid. 

Op dit moment bestaat er nog geen technologie die een miljoen betrouwbare kwantumbewerkingen per seconde (rQOPS) kan leveren die nodig zijn om tot echte doorbraken te komen. Na een belangrijke natuurkundige doorbraak is Microsoft echter op weg om een gloednieuw type qubit te ontwikkelen en heeft het de belangrijkste hardware mijlpalen bepaald voor het ontsluiten van een Quantum Supercomputer op schaal. 

Je kan vandaag al experimenteren met Quantum technologie. Leer meer over Quantumcode of geavanceerde functies zoals Azure Quantum Element. Kijk op quantum.microsoft.com. 

Wil je graag eens sparren over nieuwe technologie, neem dan vrijblijvend contact op met onze specialisten.

Maak direct een afspraak met Dave van Straten. Ontdek wat innovatie voor jou kan betekenen.