Goed voorbereid richting het quantum tijdperk

Binnen TNO wordt op verschillende plaatsen gewerkt aan ontwikkelingen rondom de quantum computer. De ontwikkeling van de hardware van de quantum computer en het quantum internet worden in samenwerking met TU Delft opgepakt binnen het samenwerkingsverband QuTech. Vanuit TNO is hier vooral het Quantum Technology department betrokken. Binnen de unit ICT van TNO werken we vooral aan onderwerpen die te maken hebben met het beveiligen van informatie en verbindingen (quantum-safe cryptografie) en zijn we op zoek naar algoritmes die, wanneer een quantum computer gebruikt wordt, een veel kortere rekentijd hebben of betere oplossingen geven dan een klassieke computer.

Quantum-safe cryptografie

Cryptografie is een betrouwbare bouwsteen geweest om informatie af te schermen van onbevoegden. De berekeningen die nodig zijn om vercijferde informatie te ontcijferen zijn dermate complex dat zelfs de snelste computers ter wereld hier jarenlang over doen. Met de komst van de quantum computer komt daar echter verandering in. Om te borgen dat vertrouwelijke informatie langdurig veilig blijft is het nodig om nu al cryptosystemen te ontwerpen die zowel bestand zijn tegen de huidige computer als tegen de quantum computer: de zogenoemde post-quantum cryptografie. De uitdaging zit niet alleen in de nieuwe manier van versleutelen, maar ook in de praktische uitwerking daarvan. TNO ICT heeft ervaring met het toepassen van post-quantum cryptografie, om zo de praktische effecten goed in kaart te kunnen brengen voor verschillende communicatienetwerken.

quantum key distributie (QKD)

De komst van quantum technologie biedt ook kansen, bijvoorbeeld voor informatiebeveiliging. Quantum key distributie (QKD) is een techniek waarmee twee partijen cryptografisch sleutelmateriaal kunnen genereren om communicatiekanalen te beveiligen op een manier die zelfs een quantum computer niet kan breken. QKD is dus in staat een extra en complementaire beveiligingslaag aan te brengen. Om gebruik te kunnen maken van deze quantum mechanische eigenschappen moet er op een fundamenteel andere manier gecommuniceerd worden. Het opzetten van een quantum communicatiekanaal brengt allerlei praktische en theoretische uitdagingen met zich mee. TNO ICT houdt zich bezig met het modeleren, simuleren en integreren van quantum netwerken en onderzoekt de verschillende toepassingsmogelijkheden.

Quantum algoritmes

Bovendien heeft de quantum computer de potentie om de rekentijd voor het oplossen van problemen binnen bijvoorbeeld de Artifical Intelligence – zoals patroonherkenning in video’s, grote simulaties en specifieke chemische processen – sterk te verkorten. Met behulp van simulatoren en met de momenteel aanwezige hard- en software, proberen we inzicht te krijgen in de benodigde infrastructuur voor de applicaties (op middellange en lange termijn) in de meest veelbelovende toepassingsgebieden en in de precieze werking van de algoritmes.

Maak jouw organisatie quantum ready

Kom in beweging en maak u klaar voor de komst van de quantum computer! TNO kan daarbij helpen, door bijvoorbeeld uit te leggen wat quantum betekent voor uw bedrijf. Wilt u meer weten over wat wij doen op het gebied van Quantum of met ons samenwerken? Lees hieronder verder of neem contact met ons op.

Download hier de Essay Verkenning quantumtechnologie