Naar relevante quantumcomputers
Kunnen we quantumcomputers gebruiken op een manier die ook maatschappelijk relevant is? Met behulp van een NWA-subsidie van 2 miljoen euro gaat de Universiteit Leiden samen met partners zoals Surf, Google en Volkswagen aan de slag om aan te tonen dat quantumcomputers ook buiten het lab van waarde zijn.
In 2019 kwam Google naar buiten met het nieuws dat het hen gelukt was om ‘Quantumsupremacy’ aan te tonen. Oftewel, onomstotelijk bewijs dat quantumcomputers bepaalde problemen veel sneller kunnen oplossen dan gangbare computers. ‘In theorie wisten we dat al,’ zegt dr. Alfons Laarman, onderzoeker bij het LIACS en penvoerder van het consortium, ‘Maar om in de praktijk oplossingen uit een quantumcomputer te halen is een hele opgave. Want zodra je die uitleest sla je namelijk het systeem plat en ben je je voordeel kwijt. Zo werken quantummechanica nou eenmaal.’
Het uitlezen van een quantumcomputer
Quantumcomputers zijn in bepaalde gevallen veel sneller dan normale computers. Maar het antwoord van een berekening uit een quantumcomputer halen is niet makkelijk: quantummechanica werken zo dat je het antwoord onbedoeld kan veranderen alleen door ernaar te kijken. Probeer dan maar eens een precieze berekening te doen.
Een heel specifiek programma
Maar met alleen quantumsupremacy zijn we er nog niet: ‘Om quantumsupremacy aan te tonen heeft Google een heel specifiek programma gebruikt dat eigenlijk geen enkel nut heeft. Het enige wat het programma hoefde te doen was sneller zijn op een quantumcomputer’, aldus Laarman. Om aan te tonen dat deze computers ook iets kunnen betekenen voor de maatschappij moeten we de stap zetten naar ‘Quantumadvantage’, het bewijs dat je met een quantumcopumputer ook echt bestaande problemen veel sneller kunt oplossen. Maar daarvoor zijn bestaande quantumcomputers eigenlijk nog te klein.
Benaderen van twee kanten
Met het geld dat het consortium van Laarman heeft gekregen van de NWA willen zij belangrijke stappen zetten in de richting van quantumadvantage. ‘Hiervoor benaderen we de opgave van twee kanten: aan de ene kant willen we bestaande problemen bij bedrijven in hapklare stukjes hakken zodat ze geschikt zijn voor huidige quantumcomputers. Aan de andere kant werken we samen met onderzoekers en technologie partners zoals QuTech en TNO om quantumcomputers zelf klaar te stomen voor deze problemen.’
Echt een ander vakgebied
In het allerbeste geval weet het consortium op deze manier vraag en aanbod zodanig bij elkaar te brengen dat ze quantumadvantage kunnen bereiken. Laarman: ‘Zo niet hebben we alsnog heel veel nieuwe expertise en arbeidskracht ontwikkeld die in de toekomst met quantumcomputers aan de slag kan. Het is namelijk echt een ander vakgebied dan reguliere computerwetenschappen. Je moet weer helemaal vanaf nul beginnen. Dus het is goed dat mensen alvast ervaring opdoen.’
Het gesprek met de samenleving
Behalve het doel om het maatschappelijk belang van quantumcomputers aan te tonen hangt er ook een grote outreach-component aan de NWA-subsidie. ‘We willen het gesprek aangaan met de samenleving om het publieke besef van quantumcomputers te vergroten. Zo kunnen we nu bijvoorbeeld ook weer verder gaan met ‘Quantum Rules!’ bij de faculteit, waarmee we middelbare scholieren onderwijzen over quantumtechnologie. Ook gaan we onderzoek doen naar de perceptie van quantum in de maatschappij.’ Want, quantumcomputers kunnen misschien klaar zijn voor de maatschappij, maar is de maatschappij ook klaar voor quantumcomputers?
