Misschien heb je het al wel voorbij zien komen, misschien heb je het al wel van je computer-gekke vriend gehoord: de quantumcomputer komt eraan. Het is een futuristisch uitziend gevaarte dat volgens de beloftes van computerwetenschappers ons hele leven gaat veranderen.
Toezeggingen over nieuwe technologieën en baanbrekende snufjes bezorgen mij rillingen. Ik geloof maar zelden in dat soort levensveranderende innovaties: eerst zien, dan geloven. Voor mijn stage bij Waag ben ik in de ontwikkeling van deze nieuwe quantumcomputer gedoken, een technologie die mij uitdaagt om alles wat ik dacht te weten te vergeten en die mij opnieuw laat kijken naar de wereld. Is het zwart-wit, zoals ik op school geleerd heb? Of ligt het toch iets genuanceerder?
Wat mij vooral verbaast aan de beloftes die gemaakt worden over deze nieuwe ‘supercomputer’ is dat ze nog hypothetisch zijn. Ik zal proberen om die beloftes te nuanceren en in mijn eigen taal aan je uit te leggen. Dat begint met het ‘ont-vagen’ van het onderwerp, met een fancy woord ‘demystificeren’. Wat betekent deze nieuwe technologie nu eigenlijk en wat kunnen we er mee? Het demystificeren van de technologie zorgt ervoor dat we later actiever kunnen meedenken en fantaseren over deze technologie. Bij het demystificeren zal ik de werking van de computer aanstippen en uitleggen waarom het een computer op een spectrum is.
Voor mijn stage en het schrijven van deze blog sprak ik verschillende slimme mensen uit de wetenschap, PhD-geschoolde wetenschappers die meer weten over het thema. Zo ook Eline de Jong. Zij deed bij de WRR (Wetenschappelijk Raad voor het Regeringsbeleid) onderzoek naar de impact van AI op de samenleving. De WRR ontwikkelde in dat onderzoek een denkkader voor het inbedden van zogenaamde ‘systeemtechnologieën’ in de samenleving. Systeemtechnologieën zijn technologieën die impact hebben op alle aspecten van de samenleving, zoals elektriciteit of de verbrandingsmotor. Het WRR-denkkader bestaat uit een aantal opgaven waar de samenleving voor staat bij nieuwe systeemtechnologieën zoals AI. Eline de Jong heeft dit framework nu ook toegepast op de ontwikkelingen van quantumtechnologie, dat volgens haar beschouwd kan worden als een systeemtechnologie-in-wording.
Ont-vagen
Het framework van De Jong begint met demystificatie. James Bridle, kunstenaar en schrijver, heeft eerder bij Waag verteld over verschillende soorten intelligenties tijdens De Staat van het Internet 2023. De mens heeft over het algemeen best een eenzijdig beeld van intelligentie. Wij bepalen wat intelligentie is en we testen dat bijvoorbeeld op elkaar en op dieren. En als iemand die test niet goed doet is diegene niet intelligent. Bridle vertelde dat deze manier van kijken naar intelligentie naïef is: niet zo intelligent, eigenlijk.
Neem bijvoorbeeld kunstmatige intelligentie, ofwel AI, dat rekent met enen en nullen. Dat vinden we intelligent omdat AI snel is en het dingen veel sneller kan dan een mens. Maar de echte wereld en alle dingen uit de natuur bestaan niet uit waardes van enen en nullen, maar uit waardes tussen enen en nullen. En dat is meteen ook de essentie van een quantumcomputer. Een quantumcomputer werkt zoals de natuur werkt. Waarschuwing: vraag niet aan een computerwetenschapper wat een quantumcomputer is. Hij of zij zal waarschijnlijk losbarsten in termen die niemand eigenlijk snapt en het veel ingewikkelder maken dan nodig. Dit zeg ik natuurlijk met al het respect voor hun expertise maar je hoeft nu eenmaal niet alles van de computer te weten. Ik ga een poging doen om de essentie aan je uit te leggen - in elk geval het deel dat nu belangrijk is.
Quantum is de tak uit de natuurkunde die kijkt naar bewegende deeltjes op atomisch niveau. Het kleinste van het kleinste dus. Als je atomen bevriest tot -273° Celsius, staan ze stil en bevinden ze zich in 'superposition'. Wat een quantumcomputer 'quantum' maakt, is niet meer dan dat zijn waardes ergens tussen de nul en de een liggen. Deze computer werkt dus op een spectrum. Het is niet meer een of nul of zwart of wit, zoals bij een klassieke computer die we nu kennen, maar het is een of nul of iets ertussenin, zwart of wit of grijs dus. Bij een klassieke computer noemen we dat bits, bij een quantumcomputer noemen we dat quantumbits of qubits. Waarom deze qubits zo werken en hoe ze precies werken ga ik niet vertellen. Deels omdat je het niet hoeft te weten en deels omdat ik het zelf niet weet en dus niet kan uitleggen. Wat wel fijn is om te weten is dat een quantumcomputer door deze eigenschap veel sneller kan rekenen dan een ‘normale’ computer zoals we die nu kennen. Stel, je wilt het langste strookje trekken. Een normale computer rekent eerst de lengtes van alle strookjes uit en bepaalt daarna welke het langst is. Een quantumcomputer weet meteen welk strookje het langst is!
Een andere belangrijke eigenschap van een quantumcomputer is ‘verstrengeling’ of ‘entanglement’. Ook deze eigenschap is te begrijpen als we kijken naar de natuur. Verschillende culturen geloven dat alles in de natuur met elkaar verbonden is. Dat wanneer je een blaadje van een boom trekt, een plant 5 kilometer verderop dat voelt. Dat alle planten en dieren met elkaar communiceren en onderling ‘verstrengeld’ zijn. Een quantumcomputer heeft dat ook. De qubits waar ik eerder over schreef zijn op een bepaalde manier ‘verstrengeld’. Waar ze dan ook zijn op de wereld, als er met de ene helft iets gebeurt, dan voelt de andere helft dat ook. Eigenlijk best romantisch.
Bij demystificeren hoort ook nadenken over wat een nieuwe technologie voor jou kan betekenen. Ik kan je helaas nog niet verblijden met daadwerkelijke toepassingen, maar ik kan je wel alvast een vraag stellen. Stel, er komt een computer die werkt zoals ik net beschreven heb, wat zou dat dan voor jou kunnen betekenen? Hierbij wil ik nog een ander voorbeeld geven van een technologie die ik zelf ook niet snap: elektriciteit. Als ik probeer te snappen hoe stroompjes door een kabel lopen en dan in mijn oplader terecht komen en de accu van mijn telefoon opladen, geeft mijn brein het op. Gelukkig hoef ik helemaal niet te snappen hoe het werkt om te weten wat ik er mee kan doen. Zo zit het ook met de quantumcomputer. Daarnaast betekent elektriciteit niet voor iedereen hetzelfde. Elektriciteit gaat voor mij om opladers en elektrisch tandenpoetsen. Voor een kapper gaat het om de tondeuse, voor een kok gaat het om inductie en een koelkast. Dezelfde technologie heeft dus voor iedereen andere toepassingen in zijn of haar praktijk. Ook dat geldt ook voor de quantumcomputer. We zijn nu nog vroeg bij de ontwikkeling van de quantumcomputer, en toch wil ik je alvast een klein advies meegeven: zoek uit hoe de quantumcomputer voor jou relevant is en zoek iemand op die er misschien meer van weet en jou hiermee kan helpen.
Dan wil ik afsluiten met een laatste uitnodiging. Ik heb meerdere keren in dit blog gezegd hoe ingewikkeld en gecompliceerd deze technologie is. En op een bepaalde manier is dat ook zo. En je hoeft ook niet per se de technologie te snappen. Toch vind ik het belangrijk om te benoemen dat ook jij je hierin kunt verdiepen en dat je echt geen bolleboos hoeft te zijn om te snappen waar het om gaat.
In de volgende blog ga ik in op het contextualiseren. Zoals ik al schreef zijn de toepassingen nog vaag en onduidelijk. Ik zal proberen om deze iets minder vaag en onduidelijk te maken. Hopelijk wordt hierdoor ook duidelijker wat de technologie voor jou kan beteken. Wil je in de tussentijd meer te weten komen over quantumcomputers? Kijk dan vooral de TED-talk van Shohini Ghose of de TED-talk van Ilyas Khan. Ben je meer praktisch aangelegd? Download dan de Quantum Tiqtaqtoe-app. Dit is boter-kaas-en-eieren maar met quantum-eigenschappen. Of speel een potje online Quantum Chess.
