De Q van quantum computing

Kwantumcomputers gaan de wereld binnen een aantal jaren op z'n kop zetten. Ze hebben zo veel rekenkracht dat we ons daar nog nauwelijks een voorstelling van kunnen maken. Mede dankzij 5G-technologie belooft een quantum internet een heleboel mooie toepassingen, maar er zijn ook zorgen.

Nullen en enen. De computers die we dagelijks gebruiken, zijn binair. Dat betekent dat ze bij het coderen van data maar twee waarden aan kunnen nemen: 1 of 0 (of een combinatie van enen en nullen). Kwantumcomputers (sommige mensen schrijven 'quantumcomputers') maken gebruik van de kwantumtheorie, die zich baseert op de eigenschappen van deeltjes die kleiner zijn dan atomen. Het geheugen van een kwantumcomputer is opgebouwd uit deze zogeheten qubits. Het bijzondere van zo'n qubit is dat die net als bit in een traditionele computer de waarde 1 of 0 kan hebben, maar ook beide tegelijk! Doordat kwantumcomputers niet met gewone bits maar met die bijzondere qubits rekenen, kunnen ze een heleboel berekeningen tegelijk maken. Dat maakt ze ongelofelijk veel krachtiger dan traditionele computers.

Nog even geduld

Quantum computing bestaat al. Grote techbedrijven als Google, IBM en Amazon zijn er al jaren mee bezig. Maar de technologie in de huidige kwantumcomputers werkt nog niet erg betrouwbaar en het aantal qubits dat we in zo'n computer kwijt kunnen, is nog beperkt. Ze worden nu al wel, met wisselend succes, ingezet voor het oplossen van heel specifieke wiskundige formules. En dat zijn nu juist de dingen waar kwantumcomputers goed in zijn. IBM heeft aangegeven over een paar jaar computers met meer dan 4.000 qubits te kunnen ontwikkelen. Dat is het aantal dat volgens de fabrikant nodig is om zo'n computer op een commerciële manier te kunnen gebruiken.

Internet van de toekomst

Met het rekengeweld dat quantum computing belooft, kun je je voorstellen dat computers uiteindelijk extreem veel beter kunnen rekenen dan traditionele computers en daarmee in staat zijn veel ingewikkeldere problemen op te lossen. Omdat ze razendsnel met gigantische hoeveelheden data kunnen rekenen, kunnen ze die data analyseren en allerlei verbanden tussen die data leggen. Dat kan de wetenschap flink vooruit helpen.

De invloed op 5G

Quantum computing kan ook van pas komen bij de beveiliging van netwerken, computers en andere apparaten. Dankzij quantum computing is het mogelijk data zo te versleutelen dat de kans verwaarloosbaar is dat die beveiliging wordt gekraakt. Dat is geen overbodige luxe in een wereld waarin - mede dankzij 5G - de hoeveelheid (gevoelige) data die we verzenden en ontvangen maar toe blijft nemen. We mogen dan ook aannemen dat quantum computing een belangrijk onderdeel zal zijn van het internet van de toekomst. Daarbij zijn allerlei nieuwe toepassingen mogelijk waarvan we nu nog niet eens weten dat ze bestaan.

Wie kraakt wie?

Is er dan alleen maar goed nieuws? Helaas niet. Wat die beveiliging betreft, zijn er ook risico's. Simpel gezegd is quantum computing heel goed in het kraken van superingewikkelde formules. Dat betekent dat het kan worden gebruikt voor een potdichte beveiliging. De andere kant is wel dat mensen die kwaad willen, het ook kunnen inzetten om minder goede beveiligingen te kraken. En snel: de allersterkste encryptie (versleuteling) die we nu gebruiken om data te beveiligen, kost jaren zo niet decennia om te kraken. Met al dat kwantumgeweld kun je die klus straks in theorie in een paar seconden klaren!

Goede voorbereiding

Dat is niet meteen reden voor grote zorgen. Kwantumcomputers zijn voorlopig nog extreem groot en duur. Bovendien zijn al heel wat tech-experts dagelijks bezig met de voorbereiding op de kwantumcomputer en de gevolgen voor de beveiliging. Zoals bij cybersecurity altijd geldt, komt het erop neer om hackers altijd een stap voor te zijn. Quantum computing en 5G (en als we dan toch ver vooruitkijken, ook 6G) zullen voor een heleboel mooie innovaties zorgen, waarbij we net als nu continu alert moeten blijven op de veiligheidsrisico's.