Op 14 maart, de dag dat Albert Einstein geboren werd en Stephen Hawking overleed, vindt het eerste Gala van Quantum en Samenleving plaats. Om alvast in de stemming te komen, praten quantumfysici Julia Cramer en Ronald Hanson over de vorderingen aan het quantumfront aan de hand van vijf onderwerpen.

Julia Cramer: ‘Als universitair docent Quantum & Society doe ik onderzoek naar het raakvlak tussen quantum­technologie en maatschappij, vanuit het perspectief van de wetenschapscommunicatie. Omdat dit onderzoek relatief nieuw is, kan ik de grens tussen maatschappij en quantum heel breed bekijken via verschillende onderzoeksmethoden.’

Ronald Hanson: ‘De afgelopen jaren gaf ik als hoogleraar bij onderzoeksinstituut QuTech leiding aan het quantumprogramma van het Nationaal Groeifonds (een investeringsfonds van de Nederlandse overheid, red.). Onlangs ben ik gestopt, omdat ik terug het verdiepende onderzoek in wilde en wilde kijken naar de commer­ciële kansen die er liggen. Doordat ik nu minder managementtaken heb, komt er ruimte in mijn hoofd vrij. Ik ben klaar om een sprong te maken en weer nieuwe dingen te leren.’

‘De mooiste dingen ontdek je door er niet specifiek naar te zoeken’
LEES OOK

‘De mooiste dingen ontdek je door er niet specifiek naar te zoeken’

Medisch bioloog Yvette van Kooyk wil het immuunsysteem leren kankercellen aan te vallen door hun suikerjas-vermomming weg te knippen.

CV’s
Julia Cramer (Eindhoven, 1988) is universitair docent Quantum & Society aan de Universiteit Leiden. Ronald Hanson (Groningen, 1976) is hoogleraar quantumtechnologie bij QuTech en aan de TU Delft, en is medeoprichter van Quantum Delta NL.

Ingewikkeld fenomeen

Hanson: ‘Mensen gaan moeilijk kijken als het woord ‘quantum’ valt. Toen ik onlangs op een verjaardag vertelde dat ik hoogleraar natuurkunde ben, kreeg ik van mijn gesprekspartner de reactie dat die dit vak op de middelbare school als eerste had laten vallen. Maar ik zie een kentering: steeds meer mensen hebben van quantum en quantumtechnologie gehoord en weten dat we bezig zijn met het bouwen van een nieuw type computer en nieuw type internet. Er is steeds meer interesse in het fenomeen en minder vrees. Wat tien jaar geleden vooral visionaire ideeën en plannen waren, is inmiddels veel concreter geworden.’

Cramer: ‘Dat is ook een reden om er onderzoek naar te doen. We kijken bijvoorbeeld naar hoe het geframed wordt in de media en tijdens lezingen. Soms wordt het beschreven als spookachtig, maar een andere keer worden juist de basisprincipes uitgelegd. Ook kijken we naar het effect van metaforen: het uitleggen van quantumsuperpositie aan de hand van Schrödingers kat in een doos, die dood of levend is, of quantumverstrengeling aan de hand van twee muntjes die je opgooit.’

Julia Cramer. Beeld: Bram Belloni.

Natuurkunde en technologie

Cramer: ‘Ik maak onderscheid tussen de natuurkunde en de technologie. De natuurkunde beschrijft hoe kleine deeltjes zoals elektronen en lichtdeeltjes zich gedragen. De technologie is gebaseerd op de wetten van de quantummechanica die hieruit voortkomen. Vervolgens heb je wat ik quantumtechnologie 1.0 en 2.0 noem. De 1.0-variant gebruiken we al in telefoons en lasers. Quantum 2.0 is de volgende stap: technologie op basis van individuele quantumdeeltjes die je individueel kunt controleren en uitlezen, zodat je ze kunt gebruiken als bouwstenen voor berekeningen.’

Hanson: ‘Als ik door het lab loop en naar een experiment kijk, dan kan ik me nog steeds oprecht verbazen over de bijzondere dingen die de quantummechanica mogelijk maakt. Wiskundig snappen we het allemaal wel, maar toch. We hebben de afgelopen vijftien jaar enorme sprongen gemaakt. Destijds waren we – met alle respect – een beetje aan het prutsen in het lab, terwijl we de ontwikkelingen nu bijna niet meer kunnen bijbenen.’

De quantumcomputer anno nu

Hanson: ‘Het begon met een theoretisch concept. Vervolgens zijn er mensen heel hard aan het bouwen geslagen. Er zijn verschillende demonstratieprojecten geweest: kleinschalige quantumcomputers die dingen hebben gedaan die de capaciteit van ‘normale’ supercomputers echt te boven gaan. Dat je met quantumcomputers dingen kunt doen die met reguliere computers niet kunnen, is nu dus wel aangetoond. Maar dat betekent nog niet dat quantumcomputers ook nuttig zijn. De volgende grote stap is dat ze een relevant probleem sneller oplossen dan een reguliere com­puter dat kan. Daarnaast werken we aan een volgende generatie internet – het quantuminternet – dat quantumcomputers met elkaar moet verbinden.’

Cramer: ‘Ik weet niet of er een dag zal zijn waarop de eerste, onomstotelijk nuttige quantumcomputer er ineens zal staan – een plotseling evenement zoals de eerste maanlanding. Bij de quantumcomputer zal het eerder iets gradueels zijn. Er zijn met quantumcomputers al berekeningen gedaan die efficiënter waren dan een gewone computer ze had kunnen doen. Het gaat stapje voor stapje en het nut zal alsmaar groter worden.’

Ronald Hanson. Beeld: Bram Belloni.

Nederland gidsland

Hanson: ‘Er is een wereldwijde race ontstaan op het gebied van quantum­technologie. Iedereen – China, Amerika en Europa – wil de technologie als eerste naar de markt brengen. Wij doen op het hoogste niveau mee. Die competitie is goed en maakt het ook vreselijk leuk. Dat wij het in Nederland zo goed doen, komt mede doordat we goed zijn in de vakgebieden die aan de basis van de quantumtechnologie staan, zoals wiskunde, natuurkunde en informa­tica. Daarnaast hebben we op bepalende momenten goede keuzes gemaakt, bijvoorbeeld door het oprichten van QuTech, een multidisciplinair instituut met langdurige financiering.’

Cramer: ‘We hebben de geschiedenis mee, en we hebben op het juiste moment fors in dit vakgebied geïnvesteerd. Daarnaast kon het onderwerp altijd op de warme belangstelling rekenen van pers en publiek.’

De toekomst

Cramer: ‘Lastig, want we weten heel veel nog niet. Ik hoop dat de manier waarop we nadenken over de implementatie in de samenleving verstandig is. Dat we de juiste mensen erbij betrekken, en dat we er op een goede manier over praten. Ook hoop ik dat het een duurzame technologie zal worden, waar veel verschillende mensen aan (en mee) zullen werken.’

Hanson: ‘We gaan nu van het lab naar producten en applicaties. Ik kijk echt uit naar het moment dat ikzelf een apparaat met nuttige quantumtechnologie in handen zal hebben. Hoe het eruitziet, weet ik niet. En dat is ook niet heel interessant: het gaat om de functionaliteit.’

Gala van Quantum en Samenleving
Op 14 maart is in het Utrechtse TivoliVredenburg het Gala van Quantum en Samenleving, georganiseerd door New Scientist. Naast Julia Cramer en Ronald Hanson spreken onder meer Freeke Heijman (mede­oprichter van Quantum Delta NL), Deborah Nas (hoogleraar industrieel ontwerpen), Bob Coecke (hoogleraar theoretische fysica) en Constantijn van Oranje (special envoy voor TechLeap.nl).


Dit artikel kwam tot stand in samen­werking met het Centre for Quantum and Society, onderdeel van Quantum Delta NL.