Nadert quantumcomputing een omslagpunt?

De afgelopen 100 jaar werden gekenmerkt door golf na golf van transformerende technologieën — telkens evoluerend van uitvinding tot massale toepassing, waarbij ze de samenleving ingrijpend hervormden en onderweg aanzienlijke economische waarde creëerden. Nu, in de 21e eeuw, naderen we misschien de volgende grote technologische doorbraak: De komst van het tijdperk van quantumcomputing.

Vanaf de opkomst van de televisie halverwege de 20e eeuw tot de smartphone-revolutie begin jaren 2000 en, recentelijk, de doorbraak van generatieve kunstmatige intelligentie, hebben nieuwe technologieën generaties bepaald. Neem bijvoorbeeld het internet: eind jaren 60 begon een groep Amerikaanse overheidsonderzoekers computers aan elkaar te koppelen en vonden ze een nieuwe manier uit om informatie te delen. In de daaropvolgende decennia bouwden wetenschappers voort op dat fundament. Toen, in de jaren 1990, kwam het World Wide Web op, waarmee het internet werd opengesteld voor het publiek en de digitale ruggengraat werd gecreëerd voor e-mail, e-commerce en sociale media.

Net als het internet in de jaren '80 versnelt de evolutie van quantumcomputing - het lijkt dichter bij een 'omslagpunt' te komen dat het immense potentieel ervan zou kunnen vrijgeven. Hoewel de theoretische fundamenten van de technologie aan het einde van de 20e eeuw werden gelegd, heeft dit pas de laatste jaren een golf van innovatie op gang gebracht. Naarmate de golf versnelt, kan deze industrieën zoals de financiële wereld, de geneeskunde en de cyberbeveiliging ontwrichten. Toch is het belangrijk om te erkennen dat - ondanks de eerste gebruikssituaties - commercieel succes nog niet verzekerd is, en dat een brede acceptatie nog steeds voor uitdagingen kan komen te staan.

De opkomst van quantumcomputers

Bron: VanEck Research.

Momentum creëren: quantuminvestering en innovatie

De groeiende betrokkenheid van overheden en toonaangevende techbedrijven geeft aan dat quantumcomputing een kantelpunt nadert. Volgens McKinsey & Company bedragen de publieke investeringen nu meer dan 42 miljard dollar, wat de nationale interesse in deze veranderende technologie onderstreept.¹Tegelijkertijd boekt de privésector snelle vooruitgang, met meer dan 10.000 quantumgerelateerde octrooien die in de afgelopen vijf jaar zijn toegekend.²

Wereldwijde publieke investeringen in quantumtechnologie

Bron: McKinsey & Company (2024). Quantum Technology Monitor.

Er worden al economische mogelijkheden onderzocht in verschillende industrieën. In de financiële sector zou quantumcomputing bijvoorbeeld gebruikt kunnen worden voor het optimaliseren van beleggingsportefeuilles, risicoanalyse en het opsporen van fraude, terwijl het op de lange termijn ook een uitdaging vormt voor bestaande versleutelingsstandaarden. In de gezondheidszorg is het veelbelovend voor het ontdekken van medicijnen, het simuleren van moleculen en het analyseren van medische gegevens. Een opmerkelijk voorbeeld is IBM's samenwerking met de Amerikaanse Cleveland Clinic, waar in 2023 de eerste quantumcomputer voor de gezondheidszorg werd geïnstalleerd. De computer wordt onder andere gebruikt om modellen voor machinaal leren voor het voorschrijven van antibiotica te verbeteren, waarbij gebruik wordt gemaakt van een dataset van 4,7 miljoen gevallen in een casestudy die in 2025 zal worden gepubliceerd.³

Meer recentelijk haalde D-Wave Quantum Inc, een Californisch bedrijf voor quantumcomputing, de krantenkoppen door quantumsuprematie te claimen voor een "nuttig, praktisch probleem" door middel van een quantumgeoptimaliseerde simulatie van magnetische materialen. De prestatie, die gepeerreviewd en in het tijdschrift Science werd gepubliceerd, heeft een wijdverspreide discussie op gang gebracht in de wetenschappelijke en technische gemeenschappen. Dit zou een belangrijke stap voorwaarts kunnen betekenen in de toepassing van quantumcomputers op de materiaalkunde.⁴

De huidige staat van quantumcomputing

Om de zaken in perspectief te plaatsen: quantumcomputing verschuift van theoretisch onderzoek naar commerciële verkenning in een vroeg stadium - gekenmerkt door snelle vooruitgang, maar ook door aanzienlijke technische uitdagingen.

Als onderdeel van deze overgang bieden verschillende bedrijven nu quantumcomputers aan - hetzij via fysieke aankoop en levering, hetzij via toegang op afstand via cloudplatforms. De prijzen variëren van gratis openbare toegang tot abonnementsmodellen op bedrijfsniveau.⁵ In de afgelopen zes maanden hebben grote spelers opmerkelijke hardwaremijlpalen aangekondigd: Google introduceerde zijn Willow chip, Microsoft onthulde zijn Majorana processor, en Amazon kondigde Ocelot aan, dat kat-qubits gebruikt om foutcorrectie te verbeteren.

Hoewel deze ontwikkelingen veelbelovend zijn, weerspiegelen ze eerder vooruitgang in hardware dan onmiddellijk commercieel nut. De meeste huidige systemen opereren nog steeds in het zogenaamde NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) tijdperk - in staat tot indrukwekkende demonstraties, maar beperkt door foutenpercentages en een gebrek aan schaalbaarheid. Ze blijven grotendeels experimenteel en zijn nog niet geschikt voor brede, echte toepassingen.

Veel van het huidige enthousiasme is dan ook eerder gebaseerd op langetermijnpotentieel dan op bewezen rendement. De kloof tussen doorbraken in laboratoria en wijdverspreide toepassing blijft groot - en het dichten ervan zal aanhoudende innovatie en gerichte uitvoering vereisen. Toonaangevende bedrijven hebben deze uitdagingen erkend en duidelijke stappenplannen opgesteld om ze aan te pakken. Onlangs heeft IBM zijn quantumroutekaart bijgewerkt met het doel om tegen 2029 een fouttolerante quantumcomputer te leveren.⁶

Van potentieel naar vooruitgang

Quantumcomputing nadert mogelijk een kantelpunt, met het potentieel om significante innovatie te stimuleren. Omdat het een opkomende technologie is, zal de vooruitgang waarschijnlijk ongelijkmatig zijn, en een wijdverspreide invoering is verre van gegarandeerd.

Beleggers die het potentieel op lange termijn inzien, kunnen het de moeite waard vinden om de ontwikkeling nauwlettend in de gaten te houden. De volgende doorbraak zou wel eens dichterbij kunnen zijn dan we denken - en voor degenen die er klaar voor zijn, biedt het een kans om zich te engageren met een van de meest veelbelovende grenzen in de moderne technologie.