Deze blog is onderdeel van een reeks, lees de eerste blog hier.
De eerste computer ooit nam een hele kamer in beslag. Het kolossale gevaarte kon toen maar een fractie van wat bijvoorbeeld jouw telefoon nu kan. Computerwetenschappers hadden onmogelijk kunnen voorspellen wat er zou gaan gebeuren met de ontwikkeling van de klassieke computer en de toepassing ervan. Zo zit het nu ook met de quantumcomputer. Toch ga ik een poging doen. Samen kijken we in de glazen bol van computerwetenschap om een voorspelling te doen van eventuele toepassingen van deze technologie.
Het eerste visioen in de glazen bol gaat over algoritmes: rekensommen die een bepaald probleem oplossen. Deze zijn vooralsnog alleen maar theoretisch. Ze zouden kunnen gaan werken als er een quantumcomputer komt. Een van die algoritmes gaat over optimalisatie: processen sneller en handiger uitvoeren. Misschien heb je wel eens gehoord van het Traveling Salesman Problem. Dit is een wiskundig vraagstuk waarbij je probeert om de snelste route voor een verkoper langs alle verkoopadressen te vinden. Bij vier adressen is de meest efficiënte weg nog te berekenen. Maar bij 100 tussenstops hoef je dat niet meer te proberen. Jouw laptop heeft daar ook al moeite mee. Een quantumcomputer daarentegen kan dit heel snel oplossen. Dit soort optimalisatie-algoritmes kunnen worden toegepast op bijvoorbeeld transport, toerisme, stedenbouw en het aanleggen van riolering en kabelnetwerken.
Op het moment dat jij een recept wilt voor vegetarische lasagne kun je het beste je klassieke computer gebruiken. Maar wil je weten wat de snelste route is naar de universiteit, eerst nog boodschappen doen, de spits vermijden en een vriend ophalen, pak dan de quantumcomputer erbij.
Hoe het gebruik van de quantumcomputer eruit komt te zien hangt af van de context waarin deze terechtkomt. Het is onwaarschijnlijk dat je straks een groot futuristisch uitziend gevaarte naast je oude desktop op je bureau krijgt. De toepassing van de quantumcomputer kun je eerder vergelijken met de werking van cookies. Cookies zijn kleine trackers die op een andere plek rekensommen oplossen, die bijvoorbeeld berekenen hoe vaak je een website al bezocht hebt. Sommige algoritmes kunnen beter opgelost worden door een klassieke computer en sommige problemen kunnen beter opgelost worden door een quantumcomputer. Op het moment dat jij een recept wilt voor vegetarische lasagne kun je het beste je klassieke computer gebruiken. Maar wil je weten wat de snelste route is naar de universiteit, terwijl je eerst nog boodschappen wil doen, de spits vermijden en een vriend ophalen, dan kun je dat beter laten berekenen door een quantumcomputer. Je vraag wordt doorgestuurd en ergens anders op een centrale quantumcomputer opgelost. Vervolgens krijg je het antwoord op je eigen laptop te zien.
Een tweede mogelijke toepassing van quantumtechnologie is het simuleren van moleculaire systemen. Als je nu wilt weten wat er gebeurt als je natrium met chloor mengt, stop je dat samen in een petrischaal. Je laat dat een tijdje zitten, centrifugeert het, warmt het misschien nog een keer op en dan heb je een idee wat er kan. Doe dit nog een aantal keer en je hebt een geslaagd experiment. Dit duurt dagen of weken. Een quantumcomputer kan moleculaire systemen simuleren en zo zelf uitrekenen wat er gebeurt als je natrium en chloor mengt. Dat kan in een fractie van de tijd die het in een laboratorium zou kosten. Dit kan nuttig zijn voor bijvoorbeeld medicijnontwikkeling, het verduurzamen van bestaande stoffen of het vinden van nieuwe stoffen, zoals kunstmest.
De beloftes van quantumtechnologie zijn groot. De toepassingen kunnen veel impact hebben, maar zijn alleen nog maar theoretisch. Dát de quantumcomputer er gaat komen is wel een zekerheid. Maar hoe dit eruit gaat zien en hoe het gaat werken nog helemaal niet. De context waarin de quantumcomputer terecht komt werpt ook vraag op: wat is de toegevoegde waarde van de quantumcomputer? Beloftes en algoritmes zijn leuk, maar misschien hebben we er straks geen behoefte aan. Daarnaast is het nog maar de vraag of de toepassingen ook werken buiten de testruimte. In een laboratorium kan iets heel goed werken, terwijl het in de buitenwereld volledig anders uitpakt. Kortom: nog best wat vraagtekens.
In de volgende blog ga ik in op ‘engagement’. Hoe betrek je een samenleving bij een thema als quantumcomputers? Welke taal gebruik je en hoe stel je de juiste vragen?
Wil je ondertussen meer met quantum doen? Kijk dan vooral even naar de Open Call die we hebben uitgezet voor Quantum's Got Talent bij Waag Futurelab!
