Quantumsoftware ontwikkelen dankzij subsidie van 18,8 miljoen
Binnenkort komen de eerste grotere quantumcomputers beschikbaar. Dat vraagt om nieuwe software. Dankzij een Zwaartekrachtsubsidie kunnen onderzoekers van de Universiteit Leiden deze software gaan ontwikkelen. Dat doen ze in een consortium met collega’s van andere onderzoeksinstituten.
Met de toekenning van 18,8 miljoen euro kunnen de onderzoekers van de Universiteit Leiden, QuSoft, CWI, QuTech, TU Delft, UvA en VU tien jaar lang onderzoek doen. Harry Buhrman (CWI, UvA, QuSoft) is de hoofdaanvrager van het gehonoreerde zwaartekrachtvoorstel. Hij reageert verheugd: ‘De quantumcomputers en -netwerken hebben de potentie om berekeningen en taken uit te voeren waar we met conventionele computers niet eens van durfden te dromen. Het potentieel van deze technologie is dus enorm, maar dan moet je wel weten wat je ermee gaat doen, en vooral ook hoe. Met deze toekenning kunnen wij de daarvoor nodige quantumsoftware ontwikkelen. Het is een enorme wetenschappelijke uitdaging, waar we nu volop aan kunnen gaan werken.’
Gigantische doorbraak
Buhrman onderstreept dat de zogenoemde quantumrevolutie een gigantische doorbraak is: ‘We staan nu in feite op hetzelfde punt als in de jaren zestig, toen de conventionele computer werd ontwikkeld. Er liggen allerlei fascinerende mogelijkheden voor ons, deels nog onvoorstelbaar.’ Het consortium zal onder andere onderzoek doen naar mogelijke toepassingen binnen het ontwikkelen van nieuwe materialen en het ontwerp van nieuwe medicijnen.
Software, communicatie en cryptografie
Dirk Bouwmeester, Leids natuurkundige, beaamt dit: ‘Er bestaan nu al quantumcomputers met een beperkte capaciteit. Iets grotere quantumcomputers zullen binnen afzienbare tijd beschikbaar zijn.’ Quantumtechnologie werkt met quantumbits, die in tegenstelling tot conventionele bits die 0 of 1 zijn, 0 en 1 tegelijk kunnen zijn. Dit fundamentele verschil opent de deur voor ongekende berekeningen, maar maakt ook dat je deze computers op een heel andere manier moet bouwen en programmeren dan de gewone computer.
Protocollen
‘Ons consortium zal software voor kleine quantumcomputers en een quantuminternet ontwikkelen en implementeren,’ zegt wiskundige Ronald Cramer (Universiteit Leiden, CWI). ‘We ontwikkelen daartoe protocollen voor quantumcommunicatie en voor een nieuw soort cryptografie die veilig is in een quantumwereld. We zullen de nieuwe algoritmen en protocollen testen op hardware die beschikbaar komt in Delft en in Leiden, en op een quantumnetwerk dat voorzien is tussen Amsterdam, Delft, Leiden en Den Haag.’ Ook gaan we onderzoek doen naar quantum machine learning, dat gebruikt kan worden bij het ontwikkelen van nieuwe materialen en medicijnen, aldus Aske Plaat, hoogleraar Data Science in Leiden.
Vooraanstaande rol
Stephanie Wehner van QuTech uit Delft benadrukt de vooraanstaande rol van het consortium: ‘Quantumsoftware is essentieel voor een quantuminternet. Met deze toekenning kunnen wij grotere stappen nemen om software-applicaties te ontwerpen en te realiseren naar het toekomstige quantuminternet in Nederland – misschien als de eerste van de wereld.’
Aanvraag
Het Quantum Software Consortium is een samenwerking tussen informatici, wiskundigen en natuurkundigen. De financieringsaanvraag is gedaan door de hoogleraren Harry Buhrman (CWI, Universiteit van Amsterdam, coördinator), Dirk Bouwmeester (Universiteit Leiden), Ronald Cramer (Universiteit Leiden, CWI), Ronald Hanson (QuTech, TU Delft), Stephanie Wehner (QuTech, TU Delft) en Ronald de Wolf (CWI, Universiteit van Amsterdam).
Zwaartekracht
Het Zwaartekracht-programma wordt gefinancierd door het ministerie van OCW. Dit jaar waren er 37 aanvragen voor Zwaartekracht- financiering. Minister Bussemaker stelde in totaal 112,8 miljoen euro beschikbaar in het Zwaartekracht-programma, met als doel Nederlands onderzoek dat tot de wereldtop behoort te stimuleren. De Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) adviseerde over de selectie. Voor de beoordeling van de voorstellen stelt NWO een internationale commissie in van onafhankelijke toponderzoekers met een brede kennis van wetenschappelijke ontwikkelingen en ervaring met grotere wetenschappelijke consortia.
Impuls
Met Zwaartekracht geven OCW en NWO een impuls aan samenwerking op het hoogste wetenschappelijke niveau. Binnen de geselecteerde consortia zullen wetenschappers van verschillende kennisinstellingen samenwerken om excellente, langlopende en grootschalige wetenschappelijke onderzoeksprogramma’s op te zetten.