De quantumcomputer belooft met een enorme rekenkracht ingewikkelde vraagstukken op te lossen. Maar er zijn ook zorgen. De supercomputers kunnen streng beveiligde systemen en versleutelde data kraken, waardoor gevoelige informatie in verkeerde handen terecht kan komen.
De quantumcomputer is straks een stuk krachtiger en intelligenter dan de slimste supercomputer. Het systeem rekent op een andere manier en kan daardoor complexere problemen oplossen. Bijvoorbeeld als het gaat om chemische processen. ‘Neem het maken van kunstmest. Dat kost enorm veel energie en we weten dat daar minder energie slurpende chemische routes voor moeten zijn,’ zegt Kees Eijkel, directeur bedrijfsontwikkeling bij QuTech, een onderzoeksinstituut van TNO en TU Delft. ‘Met de huidige computers is dat moeilijk door te rekenen, maar een quantumcomputer zou dat wel goed kunnen.’
Een ander voorbeeld is het scannen op afwijkingen in een digitale database. ‘Een gewone computer pakt alle kaarten stuk voor stuk uit de bak en bekijkt ze,’ zegt Eijkel. ‘Een quantumcomputer kan in één keer de juiste kaart eruit pikken. Banken, en ook artsen, zouden hiermee bijvoorbeeld snel onregelmatigheden kunnen opsporen.’
Quantumcomputers kunnen straks waarschijnlijk ook goed cryptologische codes ontcijferen. En daar maakt Bart Groothuis (VVD), lid van het Europees Parlement, zich zorgen over. Hij stuurde er samen met 19 andere leden van het Europees Parlement onlangs een brandbrief over naar de Europese Commissie.
Quantumcomputer zou data van ASML kunnen stelen
Data, systemen en berichten worden versleuteld met cryptografie, zogeheten encryptie-algoritmes, zodat ze niet door anderen gelezen kunnen worden. De grote zorg is dat quantumcomputers die versleuteling op een dag, genaamd Q-Day, kunnen hacken en dat data niet meer veilig zijn.
‘Dan kan China bijvoorbeeld met behulp van een quantumcomputer de bedrijfsgeheimen van ASML stelen of cruciale informatie van defensie. Maar ook gegevens van burgers kunnen dan op straat komen te liggen,’ zegt Groothuis, die zelf jarenlang hoofd cybersecurity was bij defensie. ‘Of denk aan CIA-agenten in China. Die zouden rechtstreeks gevaar lopen als China de berichten van het CIA-kantoor in Peking naar het hoofdkantoor in de Verenigde Staten onderschept. De komst van de quantumcomputer biedt in elk geval het perfecte scenario voor een James Bond-film.’
Daarom moeten belangrijke data beter worden versleuteld, met algoritmes die opgewassen zijn tegen quantumcomputers, zegt Groothuis. De Verenigde Staten zijn daar erg alert op en de Amerikaanse overheidsinstelling National Institute of Standards and Technology heeft inmiddels nieuwe ‘quantumproof algoritmes’. ‘De Europese Unie en Nederland lopen daarop achter en zouden er ook meteen mee aan de slag moeten,’ zegt Groothuis. Vooral vitale instellingen moeten zich volgens Groothuis voorbereiden op quantumaanvallen en zich daartegen beschermen.
Het gaat dan om organisaties die een essentiële functie hebben in de samenleving: denk aan energiebedrijven, waterschappen, telecombedrijven, ziekenhuizen, fabrieken en overheden.
Ondoordringbaar netwerk
Techgiganten als IBM, Google en Microsoft werken aan zo’n computer. Maar experts zijn verdeeld over de vraag wanneer de eerste quantumcomputer er is. Prognoses lopen uiteen van vijf tot twintig jaar. ‘De huidige quantumcomputers zijn in elk geval nog niet zo ver dat ze alles zo maar eventjes kraken,’ zegt Eijkel van QuTech. ‘Het zijn als het ware nog maar wiebelige driewielertjes. De systemen zijn nog instabiel en naarmate ze langer aan een bepaald probleem werken, worden de uitkomsten minder betrouwbaar. Maar elk jaar worden de computers een stukje beter. Ik verwacht dat er over tien tot vijftien jaar een quantumcomputer is die systemen kan hacken.’
In de quantumtechnologie zelf kan qua beveiliging ook de oplossing liggen, een netwerk van quantumcomputers is namelijk per definitie ondoordringbaar. ‘Knoop je al die computers aan elkaar, dan krijgt het hele netwerk een seintje als iemand het probeert te hacken,’ zegt Eijkel.
‘China doet erg veel onderzoek naar zo’n quantumnetwerk, meer dan andere machtsblokken. Met een quantumnetwerk kan China straks zichzelf beschermen, digitale spionage vanuit andere continenten wordt dan vrijwel onmogelijk.’
Geopolitieke strijd
Hoewel nog niet duidelijk is wanneer de eerste krachtige quantumcomputer er is, is er geen reden om achterover te leunen. Het duurt namelijk lang voordat alle systemen goed beveiligd zijn. ‘Bij eerdere overgangen naar nieuwe vormen van encryptie duurde het zo’n tien jaar voordat organisaties en overheidsinstellingen die hadden ingevoerd,’ zegt Groothuis.
Rudy van Belkom, directeur van de Haagse denktank STT, pleitte daarnaast voor een ‘Quantum Act’. ‘De Europese Unie moet snel die stip op de horizon plaatsen, en op basis daarvan duidelijke kaders formuleren waarbinnen quantumcomputers zich mogen ontwikkelen,’ schreef hij in het opiniestuk op deze website.
De race om de eerste quantumcomputer is volgens Groothuis in elk geval een belangrijke geopolitieke strijd. Want: ‘Wie als eerste de data of systemen van een ander met een quantumcomputer kan kraken, zal dat gebruiken om zijn eigen positie wereldwijd te versterken,’ aldus Groothuis.