Kwantumcomputers

Verschillende landen, China voorop, investeren veel in kwantum computertechnologie. Bij een kwantumcomputer maakt de processor gebruik van technieken uit de kwantummechanica. In plaats van seriële berekeningen kan zo’n processor in 1 keer parallel dezelfde berekeningen uitvoeren. Die is daardoor 100 biljoen keer sneller dan een conventionele computer, al is dat wel op zeer specifieke taken. Volgens Google doet een kwantumcomputer 200 seconden over een berekening, waar een gewone computer 10.000 jaar over zou doen. Kwantumcomputers maken gebruik van kwantumeffecten waardoor een kwantumdeeltje meerdere posities binnen een chip in kan nemen zonder dat het kwantumdeeltje zijn superpositie verliest. Het is dus zowel een 0 als een 1 (en alles wat daartussen zit). Het geheugen van een kwantumcomputer is opgebouwd uit Qubits. De meest wonderbaarlijke eigenschap van Qubits is dat ze elkaar kunnen beinvloede,  zonder dat ze fysiek met elkaar verbonden zijn. Grootste nadeel is de stabiliteit, waardoor kwantumprocessoren bijvoorbeeld extreem gekoeld (-273 graden Celsius) moeten worden.

Toepassingen

Toepassingen van kwantumcomputers zijn onder andere het kraken van encryptie en het doorzoeken van een database (waar een kwantumcomputer in een keer alle data kan controleren), het simuleren van natuurlijke processen door kwantumsimulatie en natuurlijk op het vlak van kunstmatige intelligentie. Bij elkaar zal een goed werkende kwantumcomputer zorgen voor een wetenschappelijke revolutie. De rekensnelheden van kwantumcomputers kunnen op meerdere fronten voor doorbraken zorgen. Bijvoorbeeld bij de ontwikkeling van medicijnen, batterijen voor elektrische auto’s, kunstmatige intelligentie en klimaatvoorspellingen. Er wordt in korte tijd steeds meer geld gestoken in kwantumcomputing. Ook in Nederland zijn verschillende universiteiten bezig met deze technologie.

Kwantumsensoren

Nu is een goed werkende kwantumcomputer wellicht nog verre toekomstmuziek, maar er zijn andere kwantumonderdelen die nu al gebruikt worden. Een daarvan zijn kwantumsensoren. Kwantumsensoren kunnen veel beter presteren dan hun klassieke tegenhangers. De beste kwantumklokken zouden zich slechts één seconde vergissen in de leeftijd van het universum. Deze klokken hebben vele toepassingen: de verkenning van de ondergrond (van de detectie van oude waterbuizen onder treinsporen tot de observatie van magmakamers die zich vullen), de synchronisatie van telecomnetwerken (waardoor aardse navigatie op 0,1 m niveau mogelijk wordt of bescherming tegen GPS-storingen), de detectie van zwaartekrachtgolven in het infrageluidregime en nog veel meer.

Kwantumcommunicatie

Een andere toepassing is kwantumcommunicatie. De laatste tijd is er steeds meer belangstelling voor het combineren van kwantumcommunicatie met glasvezelcommunicatie om een ​​efficiënter en veiliger communicatiesysteem te creëren. De fusie van deze twee technologieën kan de voordelen van beide methoden benutten en hun zwakheden overwinnen. Quantumcommunicatie kan bijvoorbeeld onbreekbare beveiliging bieden, terwijl glasvezelcommunicatie hoge bandbreedte en langeafstandstransmissie kan bieden. Door beide methoden te combineren, kunnen we een communicatiesysteem creëren dat zowel veilig als efficiënt is.

Een van de belangrijke toepassingen van deze fusie is in de financiële wereld. De veilige communicatie die door kwantumcommunicatie wordt geboden, kan worden gebruikt om financiële gegevens veilig over lange afstanden te verzenden. Bovendien kan de hoge bandbreedte die wordt geboden door glasvezelcommunicatie de snelheid van transacties verhogen. Dit kan de tijd die nodig is om financiële transacties te voltooien aanzienlijk verkorten, waardoor ze efficiënter en veiliger worden.

Strijd tussen VS en China

Vanwege de verschillende strategische toepassingen is er ook hier een race gaande tussen China en de Verenigde Staten. Net als in de koude oorlog, maar ook een daadwerkelijke oorlogen, zorgen dergelijke races vaak voor een versnelling van de innovatie. Dat blijkt ook wel uit de bedragen die er in dergelijke projecten worden geïnvesteerd. De hardware van kwantumcomputer zal nog op meerdere fronten moeten verbeteren. De vereisten van de verschillende kwantumalgoritmen lopen ver uiteen. Sommige algoritmen kunnen naar verwachting over een jaar of twee worden gedemonstreerd, terwijl het voor andere algoritmen nog vele jaren of zelfs decennia zal duren voordat ze proefondervindelijk kunnen worden aangetoond.

Kwantumcomputing en beleggen

Het optimaliseren van handelsstrategieën is een van de meest veelbelovende kwantumcomputer toepassingen in de financiële dienstverlening. Kwantumalgoritmen kunnen enorme hoeveelheden gegevens analyseren om patronen te identificeren en beleggingsportefeuilles efficiënter te optimaliseren dan klassieke algoritmen.

Kwantumcomputers kunnen ook hoogfrequente handel (HFT) verbeteren door marktgegevens met ongekende snelheden te verwerken. HFT vertrouwt op het vermogen om transacties binnen microseconden uit te voeren, en kwantumcomputers kunnen de latentie mogelijk verlagen, waardoor handelaren een aanzienlijk concurrentievoordeel hebben. Verder zullen kwantumcomputers gebruikt worden voor riskmanagement, waaronder het beheersen van krediet- en verzekeringsrisico’s

Han Dieperink, Chief Investment Officer

Disclaimer