Nederland wil internationaal centrum quantumtechnologie worden
Uit handen van Robbert Dijkgraaf ontving staatssecretaris Mona Keijzer op de vooravond van Prinsjesdag de Nationale Agenda Quantum Technologie. Met deze agenda willen Nederlandse kennisinstellingen en bedrijven de Nederlandse voortrekkersrol op dit gebied behouden en versterken. Onderzoekers van de Universiteit Leiden zijn deelnemers van het project.
Nederland geldt als een van de leidende spelers in quantum, een technologie die zich wereldwijd razendsnel ontwikkelt. Met quantumcomputers en -netwerken komen toepassingen in beeld die voor gewone computers en het huidige internet onbereikbaar zijn, en ontstaat mogelijk een geheel nieuwe hightechindustrie. Op verzoek van het ministerie van Economische Zaken en Klimaat brachten kennisstellingen en hightechbedrijven in kaart wat nodig is opdat Nederland leidend blijft op dit gebied.
Robbert Dijkgraaf, directeur en hoogleraar bij het Institute for Advanced Study in Princeton: ‘Na decennialang onderzoek zijn we nu klaar voor de doorbraak van quantumtechnologie, gebaseerd op fundamentele natuurwetten. Dit zal de hightechindustrie radicaal veranderen en ons leven op dramatische en onvoorziene manieren verbeteren. Nederland loopt op dit terrein echt voorop. Hij noemt de agenda verder ambitieus, concreet en realistisch. ‘Nederland heeft NU een unieke kans wereldleider te worden en ik adviseer de regering hier met voorrang uitvoering aan te geven.’
Mona Keijzer, staatssecretaris Economische Zaken en Klimaat: ‘Ik ben ervan overtuigd dat quantum één van de sleuteltechnologieën voor onze toekomst is, die gaat bijdragen aan een gezonde economie en een betere wereld.’
Het juiste moment voor quantum
De nationale agenda komt op het juiste moment, zegt hoogleraar theoretische natuurkunde Carlo Beenakker van het Lorentz Instituut van de Universiteit Leiden. ‘Sinds kort bestaat de quantumcomputer als prototype, nu is het zaak om toepassingen te ontwikkelen die het verschil maken. Het Leidse aQa-platform (Applied Quantum Algorithms) wil een brugfunctie vervullen tussen deze ontwikkelaars en gebruikers die zich afvragen hoe de quantumcomputer voor hun specifieke toepassingen kan worden ingezet.’ (Zie ook kader: ‘Quantum in Leiden’.)
Van betere medicijnen tot gezondere voeding
Quantumcomputers, -simulatoren, -communicatiesystemen en -sensoren kunnen maatschappelijke uitdagingen helpen oplossen en bieden kansen voor alle sectoren van de economie. Ze kunnen vele bewerkingen tegelijkertijd uitvoeren en zo lastige problemen veel sneller oplossen dan klassieke computers. Met een quantumcomputer die het precieze gedrag van moleculen kan simuleren, kunnen onderzoekers bijvoorbeeld nieuwe medicijnen, betere batterijen, krachtiger kunstmest of gezondere voeding ontwikkelen. Ook kunnen grotere kwantumcomputers kunstmatige-intelligentiealgoritmen een boost geven, wat leidt tot efficiëntere fabrieksprotocollen en betere manieren om verkeersopstoppingen op te lossen, waardoor onze CO2-voetafdruk wordt verkleind.
Quantum Delta NL
De partners willen Nederland positioneren als een internationaal toonaangevend centrum en knooppunt voor quantumtechnologie: de Quantum Delta NL, kortweg QΔNL. Nederlandse universiteiten en kennisinstellingen zijn momenteel koplopers op het gebied van qubits, quantuminternet, quantumalgoritmes en post-quantum cryptografie en fungeren als een magneet voor wereldwijde bedrijfsinvesteringen en talent. Om deze positie zijn niet alleen investeringen nodig in onderzoek en innovatie, aldus het plan, maar moet bijvoorbeeld ook worden gewerkt aan infrastructuur, onderwijs en een maatschappelijke dialoog rondom quantumtechnologie, aldus de agenda.
Quantum in Leiden
aQa, het Applied Quantum Algorithms platform, is een interdepartementaal initiatief in Leiden dat onderzoekers uit de natuurkunde, informatica, scheikunde en wiskunde verbindt, aldus Vedran Dunjko en Tom O'Brien, de twee initiatiefnemers van aQa. ‘We zijn verbonden door de wens om quantum computation praktisch te maken. Hiervoor is vooruitgang nodig in de gehele quantumcomputerpijplijn, zoals wij die noemen. Dus de ontwikkeling van idealised theoretische algoritmen, het schatten van algoritmeprestaties in realistische casestudies, de optimalisatie van prototypevoorbeelden voor parameters van de momenteel beschikbare apparaten uit de echte wereld, en hun daadwerkelijke implementatie in deze apparaten.' Deze pijplijn doorkruist meerdere disciplines en er is een gezamenlijke inspanning om de ambities te verwezenlijken, zegt Dunjko. 'Het interdisciplinaire platform aQa moet dat mogelijk maken.'
Veel wetenschappers zullen profiteren van aQa. ‘Algoritme-theorieonderzoekers moeten hun algoritmen ontwikkelen met beperkingen en doelstellingen uit de echte wereld in hun achterhoofd. Natuurkundigen moeten methoden ontwikkelen om die specifieke algoritmen op de daadwerkelijk beschikbare machines te implementeren. Experts in scheikunde en kunstmatige intelligentie moeten geschikte casestudies ontwikkelen die goed aansluiten bij de specifieke kenmerken van quantum computing-architecturen op korte termijn om hun potentieel te realiseren. Kortom, we moeten allemaal samenwerken en aQa zal dit vergemakkelijken,' legt O'Brien uit.