Quantum Computing 

Technologie

Quantumcomputers maken gebruik van de principes van de quantummechanica, zoals de eigenschap dat elektronen en fotonen zich tegelijk kunnen bevinden in de toestanden 0 en 1. De combinatie van speciale hard- en software voert daardoor berekeningen anders uit dan huidige computersystemen. Quantumcomputers zijn daardoor in staat op afzienbare termijn resultaten te boeken die met de snelste traditionele computers niet mogelijk zijn, bijvoorbeeld door gebruik te maken van massaal parallelle dataverwerking en rekenintensieve simulaties.

Toepassingen

• Nieuwe chemische verbindingen ontwerpen, zoals complexe katalysatoren en nieuwe farmaceutische verbindingen.
• Complexe klimaatmodellen doorrekenen.
• Verkeerssituaties simuleren.
• Productieprocessen optimaliseren.
• Machine learning versnellen.

Quantum Communication

Technologie

Door hun rekenkracht maken quantumcomputers een aantal cryptografische methoden — waarmee de overheid en het bedrijfsleven nu informatie beschermen — kwetsbaar. Voor de bescherming daartegen is een aanpak ontwikkeld, gebaseerd op klassieke cryptografie, genaamd postquantum-cryptografie. Quantumtechnologie biedt ook een oplossing met Quantum Key Distribution (QKD). Deze technologie zorgt voor een beveiligde uitwisseling van cryptografische sleutels door gebruik te maken van eigenschappen uit quantumtechnologie, zoals polarisatie, superpositie en verstrengeling van bijvoorbeeld fotonen of elektronen. QKD biedt een oplossing voor het veilig delen van sleutels, op basis van fysische (en niet wiskundige) zekerheid.

Toepassingen

Een belangrijke toepassing van Quantum Key Distribution (QKD) is een aanzienlijk veiligere uitwisseling van gevoelige informatie tussen bijvoorbeeld overheden, zorgorganisaties en financiële instellingen. Naast QKD vallen ook quantumteleportatie, quantum repeaters, entanglement distribution networks binnen het domein van quantumcommunicatie. Deze technologieën zijn minder ver in hun ontwikkeling en meer toekomstgericht, maar vormen gezamenlijk het fundament voor quantuminternet.

Quantuminternet 

Technologie

Een quantuminternet bestaat uit quantumcomputers gecombineerd met quantumbeveiligde verbindingen in een netwerk met knooppunten waar de vertrouwelijkheid geborgd blijft. De signalen kunnen lopen via aardse glasvezels, maar ook via satellietnetwerken. Het quantuminternet maakt op die manier ultrasnelle dataverwerking en een veilig datatransport mogelijk.

Toepassingen

• Veilige communicatie van vertrouwelijke data
• Foutdetectie en -correctie (integriteitscontrole)
• Privacybescherming voor cloudcomputing
• Toekomstbestendige infrastructuur 

Quantum Sensing 

Technologie

Principes uit de quantummechanica maken nieuwe typen sensoren mogelijk die extreem gevoelig zijn, klein van formaat en doorgaans zeer energiezuinig.

Toepassingen

• Medische diagnostiek
• Navigatie en geolocatie (logistiek)
• Omgevingsmonitoring
• Kwaliteitscontrole
• Weersvoorspelling en klimaatmodellering
• Defensie en veiligheid