Wat is het verschil met een gewone computer?

Klassieke computers werken met bits, die óf 0 óf 1 zijn. Een quantumcomputer gebruikt qubits, die 0 én 1 tegelijk kunnen zijn (superpositie). Hierdoor kan een quantumcomputer vele mogelijkheden tegelijk berekenen. Denk aan een extreme vorm van parallel denken.

Voordelen van quantumcomputers

• Exponentieel snellere berekeningen voor specifieke problemen, zoals optimalisatie en cryptografie.
• Simulatie van moleculen en materialen, wat nieuwe medicijnen en duurzame technologieën kan versnellen.
• Efficiënt omgaan met big data in AI, logistiek en zoekproblemen.

Een simpele vergelijking

Stel: je hebt een doos met 1.000 sleutels, en maar één daarvan past.

• Gewone computer: test één sleutel per keer. In het slechtste geval: 1.000 pogingen.
• Quantumcomputer: test alle sleutels tegelijk door superpositie. Resultaat: oplossing in ongeveer 30 pogingen (√1000).

Reëel voorbeeld: Google Sycamore (2019)

Google’s quantumcomputer Sycamore voerde een zeer complexe berekening uit in 200 seconden. Voor een van de krachtigste klassieke supercomputers zou dit naar schatting 10.000 jaar hebben geduurd.

Deze doorbraak toonde aan dat quantumcomputers bepaalde berekeningen kunnen uitvoeren die praktisch onmogelijk zijn voor klassieke computers.

Toekomstige toepassingen

• Farmaceutische industrie: sneller medicijnen ontwikkelen door moleculen exact te simuleren.
• Beveiliging en cryptografie: traditionele beveiliging kan worden gekraakt, maar quantumcomputers maken ook onbreekbare quantumversleuteling mogelijk.
• Logistiek en optimalisatie: betere routeplanning, efficiëntere toewijzing van middelen en energieverbruik.
• Kunstmatige intelligentie: snellere training en betere algoritmes voor machine learning en deep learning.

Huidige status

Quantumcomputers bevinden zich nog in de experimentele fase. Ze zijn erg gevoelig, vereisen extreme kou (bijna -273 °C), en hebben nog maar beperkte qubits die betrouwbaar werken. Toch investeren bedrijven als Google, IBM, Microsoft en D-Wave miljarden in de ontwikkeling.

In de toekomst zou de impact van quantumcomputing net zo revolutionair kunnen zijn als de komst van het internet of de industriële revolutie.

Hoe werkt een quantumcomputer – stap voor stap

1. Superpositie: Qubits kunnen tegelijk 0 en 1 zijn. Hierdoor kan één qubit meerdere toestanden tegelijk representeren.
2. Verstrengeling: Qubits worden gekoppeld, waardoor de toestand van de ene direct invloed heeft op de andere.
3. Parallelle verwerking: Door superpositie en verstrengeling kan een quantumcomputer veel berekeningen tegelijk uitvoeren.
4. Meting: Als je het systeem meet, ‘valt’ elke qubit terug naar 0 of 1. Het algoritme bepaalt welke uitkomst het meest waarschijnlijk is.
5. Resultaat: De uitkomst geeft de optimale of meest waarschijnlijke oplossing voor het probleem dat je wilt oplossen.

Visueel: Superpositie en verstrengeling

Stel je twee qubits voor die verbonden zijn. Als je de ene verandert, verandert de ander automatisch mee — dit heet quantumverstrengeling.

• Superpositie: Elke qubit zweeft als het ware tussen 0 en 1 totdat je ernaar kijkt.
• Verstrengeling: Twee qubits reageren instantaan op elkaar, zelfs over grote afstand.

Dit maakt het mogelijk om informatie razendsnel en zeer efficiënt te verwerken.

Waarom quantumcomputing belangrijk is voor jouw organisatie

• Farmacie: Simuleer moleculen en chemische reacties om sneller medicijnen te ontwikkelen.
• Financiële sector: Voer risicomodellen en optimalisatieberekeningen in fracties van seconden uit.
• Logistiek: Optimaliseer routes en voorraden met quantum-algoritmes die miljoenen scenario’s tegelijk doorrekenen.
• Cybersecurity: Bereid je voor op een post-quantumtijdperk waarin klassieke versleuteling niet meer veilig is.
• AI & Machine Learning: Versnel training en verbeteren van modellen met quantum-geïnspireerde algoritmes.

Is België ook bezig met quantum computing?

Ja, België speelt actief mee in de ontwikkeling van quantumtechnologie, vooral op het gebied van quantumcommunicatie, beveiliging en . Hieronder een overzicht van de belangrijkste Belgische initiatieven.

1. BeQCI – Belgisch Quantum Communicatienetwerk

• Gecoördineerd door imec, UGent en Belnet.
• Doel: een veilig Quantum Key Distribution (QKD)-netwerk tussen universiteiten, overheden, datacentra en banken.
• Werkende verbindingen in o.a. Gent, Redu, Transinne en via Belnet datacentra.
• Begroting van €6 miljoen, mede gefinancierd door de Europese Unie en het Belgische federale wetenschapsbeleid (BELSPO).

2. KU Leuven Quantum Initiative

• Een universitaire hub rond quantumonderzoek: fysica, informatica, scheikunde en samenwerking met imec.
• Onderzoekt o.a. ion-traps, topologische toestanden en quantum-algoritmes.
• Organiseert publieke lezingen en samenwerking met industrie.

3. Quantum Circle

• Netwerk van bedrijven, kennisinstellingen en overheden.
• Partners o.a. Cronos, Belfius, Proximus, Smals, IBM, imec, Vlaamse Overheid.
• Doel: use-cases ontwikkelen voor quantumbeveiliging, optimalisatie, simulatie en AI.

4. Sterke academische spelers

• KU Leuven (COSIC): wereldtop in post-quantum cryptografie.
• ULB (Nicolas Cerf, Serge Massar): fundamenteel onderzoek naar quantuminformatietheorie.
• VUB (Diederik Aerts): pionier in quantumlogica en filosofie van de quantumfysica.

Waarom is dit belangrijk?

• Quantumtechnologie wordt cruciaal voor veiligheid, wetenschap en economische groei.
• België bouwt aan een quantumveilige infrastructuur die klaar is voor de toekomst.
• De combinatie van academie, industrie en overheid maakt snelle innovatie mogelijk.

Conclusie: België is geen toeschouwer, maar een actieve speler in het Europese quantumlandschap – met concrete toepassingen én een sterk onderzoeksklimaat.