Spelend naar quantumdoorbraken: quantum games helpen mensen én AI om quantumfysica te begrijpen
NATUURKUNDE
Quantumspellen helpen niet alleen om quantumfysica uit te leggen, maar zijn ook een sleutel tot nieuwe ontdekkingen volgens natuurkundige Evert van Nieuwenburg. Quantum games creëren structuur en duidelijke spelregels – alleen al het spelen van deze games maakt betere quantumsoftware mogelijk.
Van Nieuwenburg onderzoekt combinaties van quantumfysica met AI en speltheorie: voor dit vernieuwende onderzoek aan de Universiteit Leiden ontving hij in 2025 een Vidi-beurs van de NWO.
Quantum leren begrijpen door een spel te spelen
Quantum Games bieden al jaren een verrassend effectieve oplossing om de tegennatuurlijke principes van de quantumfysica uit te leggen aan een breed publiek.
Bijvoorbeeld het begrip superpositie – dat één deeltje op twee plekken tegelijk kan zijn – blijkt een lastig voor te stellen quantumeigenschap. ‘Door deze regel uit de quantummechanica te vertalen naar een spelvorm, ontstaat een leeromgeving met een duidelijk doel, duidelijke regels en feedback. Zo kan iedereen de nieuwe intuïtie ontwikkelen die nodig is om de quantumwereld te begrijpen’, legt universitair hoofddocent Evert van Nieuwenburg uit.
Een voorbeeld van zo'n spel is Quantum TiqTaqToe, de quantumvariant van de klassieker boter-kaas-en-eieren. Zetten van de spelers – een kruisje of rondje – kunnen in deze spelversie meerdere ‘toestanden’ tegelijk hebben. Van Nieuwenburg: ‘Dit spel blijkt zo effectief dat we het binnenkort lanceren in meer dan vijftig talen, en ook op een verhalende manier zodat het kinderen aanspreekt. Ook houden we elk jaar een nationaal TiqTaqToe-toernooi. Vandaag start daarvan de voorronde en de finale wordt gehouden op 20 mei 2026 tijdens Quantum Meets.’
Quantum Games als onderzoeksinstrument
Kan je quantum games ook gebruiken om betere software te schrijven voor de quantumcomputers van de toekomst? Volgens Van Nieuwenburg kan dit: ‘Structuur en intuïtie zijn essentieel tijdens de ontwikkeling van effectieve quantum algoritmes – en games bieden precies dit.’
Quantumcomputers beloven grote doorbraken, bijvoorbeeld in medicijnontwikkeling en klimaatmodellen. Wat vaak nog ontbreekt, is de software om deze quantumsystemen effectief te gebruiken, zogenaamde quantumalgoritmen. De uitdaging is dat het aantal mogelijkheden binnen die quantumalgoritmen enorm is. AI en machine learning technieken bieden de mogelijkheid om te zoeken naar de beste algoritmen, maar omdat de meeste opties nergens toe leiden, zijn echt bruikbare oplossingen zeldzaam.
Eén van de dingen die de onderzoekers willen testen, is of ze door middel van een game AI kunnen leren om fouten in quantumcomputers te corrigeren, de zogenaamde ‘quantum error correction’. ‘In samenwerking met De Waag Futurelab ontwikkelden postdoc Jan Krzywda en ik hiervoor Erratiq, een citizen science game. Op 14 april lanceren we deze nieuwe game. Vanaf dat moment gebruiken we de zetten van spelers om het achterliggende AI-model te trainen’, vertelt Nieuwenburg.
Meer dan spelletje
Games lossen lang niet alle uitdagingen van quantumtechnologie op. Maar ze bieden wel iets unieks: een manier om structuur aan te brengen in complexiteit. En begrensde ruimte voor nieuwe ontdekkingen. Quantum Games fungeren zo als brug tussen mens en machine, en ook tussen theorie en toepassing. Het onderzoek van Van Nieuwenburg laat zien dat oplossingen voor de quantumtechnologie van de toekomst soms beginnen met een spelletje.
Evert van Nieuwenburg geeft op 14 april 2026 om 16 uur de lezing 'Can games unlock the quantum future' in de reeks 'Tuesday Talk' van de Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen van de Universiteit Leiden.
De games van Van Nieuwenburg zijn verkrijgbaar via het bedrijf QuantumPlayed.