Quantum computing eenvoudig uitgelegd. Wat zijn de toepassingen en mogelijke gevaren? En wat is het verschil met AI?

Wat is het verschil tussen een klassieke- en quantumcomputer?

De quantumcomputer werd bedacht in de jaren '80. De Amerikaanse fysicus Richard Feynman stelde zich een radicale vraag: wat als we de bizarre wetten van de kwantummechanica gebruiken om een compleet nieuwe soort computer te bouwen? Het resultaat: een apparaat dat niet beperkt is tot bits (1 of 0) zoals klassieke computers, maar werkt met qubits. Wat zijn qubits? Die kunnen tegelijkertijd 1 én 0 zijn. Hoe dat kan? Het geheim ligt in de wetten van de quantummechanica, waarbij de staat van een deeltje niet vastligt totdat het wordt gemeten. Dit fenomeen staat bekend als superpositie.

Hoe moet je je dat voorstellen? Stel je een euromunt voor die door de lucht draait. Een klassieke computer ziet pas kop of munt als de munt landt. Een quantumcomputer analyseert alle mogelijke uitkomsten terwijl de munt nog draait. Dankzij deze superpositie kunnen quantumcomputers problemen oplossen waar klassieke computers lichtjaren voor nodig zouden hebben.

Exponentieel krachtiger

Quantumcomputers zijn niet alleen sneller, ze zijn exponentieel krachtiger. Waar klassieke computers lineair meer kracht krijgen bij het toevoegen van meer rekenkracht, groeien quantumcomputers exponentieel bij het toevoegen van extra qubits.

Neem Google's quantum chip Willow. Deze chip lost in vijf minuten een probleem op waar zelfs de krachtigste supercomputer in het universum miljarden jaren mee bezig zou zijn.

Welke toepassingen kan een quantum computer?

Hoewel quantumcomputers nog in hun kinderschoenen staan, bieden ze ongelooflijke mogelijkheden. Quantum technologie biedt o.a. deze drie grote toepassingen:

• Quantum berekeningen: Er zijn simulaties en analyses mogelijk, zoals medicijnontwikkeling en klimaatmodellen, die bovendien razendsnel kunnen worden uitgevoerd. Dit kan leiden tot baanbrekende ontwikkelingen in de farmaceutische industrie, zoals het sneller ontdekken van nieuwe medicijnen.
• Quantum communicatie: Er kan informatie verzonden worden die letterlijk onmogelijk is om te hacken. Een must voor sectoren zoals financiën, de health sector en bij militaire toepassingen in defensie.
• Quantum sensoren: Door de extreem nauwkeurige metingen worden innovaties mogelijk zoals bijvoorbeeld bij aardbevingdetectie en stralingsvrije medische technologie.

In een tijdperk waar de volgende crisis een klimaatcrisis is, kan een quantumcomputer klimaatmodellen simuleren, wat onderzoekers helpt om nauwkeuriger te voorspellen hoe onze planeet verandert en welke acties nodig zijn om catastrofale gevolgen te voorkomen.

Zijn er ook gevaren? Jazeker.

Databeveiliging komt zo goed als zeker in gevaar. Quantumcomputers kunnen bestaande encryptiesystemen, zoals die van Bitcoin, mogelijk in de toekomst gaan kraken. Dit brengt de veiligheid van digitale en financiële transacties en ons dagelijks gebruikte digitale communicatie ernstig in gevaar.

Of er kunnen zich nieuwe militaire toepassingen gaan ontwikkelen. Zo kunnen bepaalde landen mogelijks quantumcomputers gebruiken om nieuwe hypergeavanceerde wapensystemen te ontwikkelen, wat kan leiden tot een nieuwe wapenwedloop en geopolitieke instabiliteit.

Een beetje dezelfde discussie die er een tijdje terug was zoals bij AI zeg maar. Op de gevaren moeten we ons dus zeker voorbereiden.

Wat is dan het verschil tussen AI en quantum computing?

AI (artificiële of kunstmatige intelligentie) en quantum computing zijn allebei revolutionaire technologieën, maar ze bedienen compleet verschillende terreinen.

• AI richt zich op het simuleren van menselijke intelligentie door patronen te herkennen en te leren uit data. Quantum computing draait om pure rekenkracht.
• AI probeert menselijke besluitvorming te leren en na te bootsen. Quantum computing focust op het oplossen van uiterst complexe wiskundige problemen.
• AI gebruikt algoritmes en grote hoeveelheden data om beslissingen te nemen. Quantum computing werkt met qubits die tegelijkertijd meerdere mogelijkheden verwerken dankzij superpositie.
• AI is gebaseerd op het simuleren van menselijke intelligentie, terwijl quantum computing draait om de wetten van de quantummechanica.

Kan AI werken op een quantumcomputer? Ja, in de toekomst zouden AI-algoritmes kunnen draaien op quantumcomputers, wat ze nog sneller en krachtiger zullen maken. Dit gebied is echter nog volop in ontwikkeling en actief onderzoek.

Voor wanneer is quantum computing?

Het is duidelijk dat quantum computing een enorme potentie heeft, maar is op vandaag nog in volle ontwikkeling. Experts voorspellen dat de technologie pas binnen 10 tot 20 jaar een integraal onderdeel kan worden van onze digitale infrastructuur. Tot die tijd zullen bedrijven experimenteren en investeren. Projecten zoals het Belgische BeQCI tonen aan hoe Europa investeert in deze toekomst.