# Kwantumcomputers
Een klassieke computer werkt met bits die een van twee toestanden hebben. Een hoge spanning stelt een bit met waarde 1 voor en lage spanning een bit met waarde 0.
Een kwantumcomputer daarentegen werkt met qubits of zelfs qutrits die door een QPU verwerkt worden. Een qubit is gebaseerd op twee fenomenen uit de kwantummechanica:
- Superpositie (Eng. superposition) Kwantumtoestanden van subatomaire deeltjes kunnen samengevoegd worden tot een nieuwe geldige kwantumtoestand.
- Verstrengeling (Eng. entanglement) Kwantumtoestanden van subatomaire deeltjes zijn niet meer onafhankelijk als ze in een verstrengelde toestand zijn, ongeacht de afstand nadien.
Schrödinger’s cat, quantum superposition, and entanglement.
How to Produce Entanglement. Het splitsen van een foton in twee verstrengelde fotonen.
Erwin Schrödinger
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (1887-1961) is een Oostenrijkse fysicus die de Nobelprijs voor Natuurkunde 1933 (opens new window) kreeg voor de Schrödingervergelijking – een belangrijk onderdeel van de kwantummechanica.
Hij was ooit gastprofessor aan de Universiteit Gent (opens new window) en publiceerde er in 1939 het wetenschappelijk artikel The proper vibrations of the expanding universe. (opens new window)
Een qubit bevat veel meer mogelijke toestanden dan de twee van een bit.
Uit bovenstaande formule kunnen we afleiden dat een kwantumcomputer met 300 qubits meer mogelijkheden kan berekenen dan dat er atomen in het universum zijn. Dit zou onmogelijk zijn met een klassieke computer. Op dit ogenblik bestaan er al kwantumcomputers met 2000 qubits.
Een kwantumcomputer kan dus berekeningen uitvoeren die een klassieke computer niet kan, en sommige berekeningen zal een kwantumcomputer ook sneller kunnen uitvoeren dan een klassieke computer. Voorlopig hoeven we echter nog geen revolutie te verwachten in computersnelheid van de gewone consumentencomputer. Kwantumcomputers worden nu vooral gebruikt in onderzoek, bijvoorbeeld om nieuwe geneesmiddelen of moleculaire structuren te ontdekken.
De technische uitdagingen om tot een werkende kwantumcomputer te komen zijn enorm. Zo moet er koeling voorzien worden tot ca.
Voorbeelden van kwantumcomputers:
- 2017: D-Wave 2000Q
- 2017: IBM Q 50
- 2018: Google Bristlecone
- 2019: IBM Q System One
# Kwantumsuprematie
Met kwantumsuprematie (Eng. quantum supremacy) bedoelt men dat de kwantumcomputer de klassieke (super)computer voorbijgestoken heeft.
# Gevolgen
Quantum computing biedt veelbelovende mogelijkheden, maar het brengt ook enkele potentiële ethische en veiligheidsproblemen met zich mee.
# Positieve gevolgen
Snellere oplossing van complexe problemen: Kwantumcomputers kunnen sommige problemen exponentieel sneller oplossen dan klassieke computers. Dit kan leiden tot doorbraken in gebieden zoals geneeskunde, materiaalwetenschappen en financiën.
Optimalisatie: Kwantumcomputers kunnen helpen bij het vinden van de meest efficiënte oplossingen voor complexe problemen, zoals het optimaliseren van supply chains, transportroutes en energiebronnen.
Kunstmatige intelligentie: Quantum computing kan de ontwikkeling van geavanceerdere AI-algoritmen mogelijk maken, waardoor machines beter kunnen leren en beslissingen kunnen nemen.
Materiaalontdekking: Kwantumcomputers kunnen nieuwe materialen en chemische verbindingen ontdekken die nuttig kunnen zijn voor de ontwikkeling van geavanceerde technologieën, zoals supergeleiders en batterijen.
# Negatieve gevolgen
- Cryptography Vulnerability: De huidige cryptografische methoden kunnen worden bedreigd door Kwantumcomputers, wat kan leiden tot het kraken van beveiligde gegevens en communicatie.
- Toegang tot gevoelige informatie: Overheden en organisaties kunnen toegang krijgen tot zeer gevoelige informatie, wat zorgen oproept over spionage en misbruik van macht.
Privacykwesties: Met de mogelijkheid om krachtige decryptie-algoritmen te ontwikkelen, kan quantum computing leiden tot inbreuken op de privacy en het lekken van gevoelige informatie.
Wapenwedloop: Kwantumcomputers kunnen worden ingezet voor militaire doeleinden, waardoor nieuwe beveiligingsrisico’s ontstaan en een mogelijke wapenwedloop ontstaat.
Ongelijkheid: De voordelen van quantum computing kunnen ongelijkheid vergroten, omdat alleen grote bedrijven en overheden mogelijk toegang hebben tot deze technologie, wat kleine bedrijven en individuen kan benadelen.
Water bevriest in normale omstandigheden bij
. ↩︎