Ons werk

3 misverstanden over Quantum Computing weerlegd

De quantum computer komt steeds vaker in het nieuws, en dat zal alleen maar toenemen. Toch heerst er veel onduidelijkheid rondom de quantum computer, zijn komst en wat dat betekent voor overheden, bedrijven en/of individuen. Hier nemen we alvast drie misverstanden weg.
  1. 1. We kunnen binnen twee jaar cryptografie breken

Nee, dat is niet waar. Het is zeer onwaarschijnlijk dat cryptografie binnen twee jaar gebroken kan worden door de quantum computer. Hoewel er hard aan gewerkt wordt, is de technologie nog niet klaar. Om daadwerkelijk cryptografie te kunnen breken zijn naar verwachting ongeveer 4.000 qubits nodig, die je bovendien goed moet kunnen besturen. Deze qubits moeten dan echter wel van zeer goede kwaliteit zijn, en precies daar zit een uitdaging.

Qubits zijn zeer gevoelig voor invloeden van buitenaf, waardoor er snel fouten in de berekening kunnen sluipen. Daarom combineren we vaak verschillende qubits tot een. Die gecombineerde qubit wordt ook wel een logische qubit genoemd. Deze is veel beter bestand tegen invloeden van buitenaf en daardoor beter te gebruiken voor berekeningen. Om zulk soort logische qubits te krijgen, zullen we een factor 1.000 tot 10.000 meer ‘gewone’ qubits nodig hebben. Daar zijn we dus nog lang niet. 

Daarnaast is er nog de uitdaging van ‘connectiviteit’. De connectiviteit zegt iets over hoe makkelijk je een berekening over twee verschillende qubits kunt doen. Voor langere berekeningen – en dus het kraken van cryptografie – heb je een hogere connectiviteit nodig. 

Hoewel het kraken van cryptografie in het nieuws vaak dichtbij klinkt, moeten er nog de nodige technologische stappen gemaakt worden voor het daadwerkelijk zo ver is. Het Canadese Global Risk Institute maakt de inschatting dat er een aanzienlijke kans is dat de quantum computer binnen 15 jaar in staat zal zijn om cryptografie te kraken.

Wel goed om te vermelden; niet alle cryptografie gaat gebroken kunnen worden. Er zijn twee veelgebruikte vormen van cryptografie: symmetrisch en asymmetrisch. De quantum computer zal de meest gebruikte asymmetrische cryptografie kunnen kraken, symmetrische niet.  

  1. 2. Het duurt nog lang voordat cryptografie gebroken kan worden, dus ik hoef nu niets te doen. 

  2. Nee, dat klopt niet. Hoewel het naar verwachting nog enige tijd duurt voordat cryptografie gebroken kan worden door de quantum computer, betekent dat niet dat er geen actie vereist is. Het is verstandig om bestanden en systemen nu al te beveiligen tegen de toekomstige quantum computer. 

    Cijfers geven aan hoeveel experts (van de 22) een bepaald waarschijnlijkheidsbereik hebben toegewezen

    Waarom, nu al? Omdat sommige gevoelige data jarenlang afgeschermd moet worden van derden. In theorie kan deze, nu onkraakbare, informatie vandaag door onbevoegden opgeslagen worden om later met een quantum computer te ontrafelen. De enige manier waarop organisaties zich daar tegen kunnen verdedigen, is het updaten van hun ICT-systemen. Door over te stappen op quantum-safe cryptografie is hun data veilig, maar dit is een tijdrovend en ingewikkeld proces.

Quantum Computing is een mogelijke oplossing voor vraagstukken die rekenkracht vereisen.

Starten met quantum: Liever gisteren dan vandaag

De overgang naar quantum-safe cryptografie is een uitdaging op zich, omdat het onder meer de ontwikkeling van de cryptografie zelf, het opstellen van standaarden, de ontwikkeling en implementatie van hardware- en softwareoplossingen en migratie van legacysystemen vereist. Omdat het proces zo ingewikkeld is en een lange doorlooptijd kent, is er tijdig mee beginnen noodzakelijk.

De eerste post-quantum cryptografische standaarden zijn er naar verwachting in de loop van 2022, dat is pas een van de vele stappen in het gehele proces. Dat betekent niet dat er nog niets gedaan kan worden. Nu kan alvast gestart worden met inventariseren van het de stand van zaken van de huidge cryptografische systemen. Vandaag starten is beter dan morgen omdat het proces zo tijdrovend is dat de quantum computer er anders misschien al is voordat we overgestapt zijn.  

De noodzaak voor een organisatie om over te stapen naar quantum-safe cryptografie, is gebaseerd op drie parameters:

  • het aantal jaren dat de gegevens moeten worden beschermd (houdbaarheidstijd);  
  • het aantal jaren om het systeem naar een quantum-safe oplossing te migreren (migratietijd); 
  • het aantal jaren voordat de quantum kwetsbare systemen doorbroken kunnen worden (dreigingstijd). 

Afhankelijk van de specifieke houdbaarheidstijden en migratietijden, zal elke organisatie een langere of kortere tijd tot zijn beschikking hebben om post-quantum cryptografische oplossingen te implementeren. 

  1. 3. De quantum computer is een vervanging van de huidige computer. 

Dat is niet waar. De quantum computer vervangt de klassieke computer niet. De technologie is instabiel, qubits hebben veel koeling (tot wel 0 Kelvin, oftewel -273 graden Celcius) en bovendien klassieke computers nodig om ze aan te sturen. Met andere woorden, er is dus klassieke technologie nodig om de quantum computer te laten draaien. De quantum computer zal naar verwachting enkele taken beter kunnen uitvoeren dan klassiek computers, bijvoorbeeld het kraken van sommige encryptie of scheikundige processen heel precisie voorspellen.

Voor andere taken is een quantum computer minder geschikt, denk bijvoorbeeld aan online shoppen of het maken van een Excelbestand, maar ook het simpelweg optellen van getallen. De technologie achter de huidige computer is voor een heleboel dingen al enorm goed en quantum computers zullen daar geen voordeel brengen. 

Eerdere toepassingen quantum computing

De quantum computer zal naar verwachting in eerste instantie van meerwaarde zijn voor sectoren als de chemische en farmaceutische industrie, waar het simuleren en modelleren van chemische structuren om veel rekenkracht vraagt. Artificial Intelligence (AI), zoals Machine Learning, zullen ook baat hebben bij de komst van de quantum computer. TNO bekijkt waar de quantum computer in de toekomst mogelijk voor te gebruiken is, zo wordt bijvoorbeeld onderzoek gedaan naar het robuuster maken van netwerken, het verbeteren van patroonherkenning en het efficienter trainen van machine learling algoritmes.

Kennis

Goed voorbereid richting het quantum tijdperk

De komst van de quantum computer zal voor veranderingen in bedrijfsprocessen zorgen. Vragen als “Is mijn data nog wel beveiligd?”, “Hoe kan ik een quantum-safe verbinding opzetten?” en “Welke processen... Lees verder
Ons werk

Cybersecurity door quantum-safe crypto

Zie het voor je: de quantum computer die complexe problemen kan oplossen die voor huidige computers praktisch onoplosbaar zijn, omdat de berekening eeuwen zou duren. Die bijdraagt aan nieuwe producten... Lees verder
Ons werk

Toekomstige quantumcomputer biedt mogelijke kansen voor detecteren van kanker

Quantumtechnologie wordt gezien als een sleuteltechnologie die nieuwe producten en diensten mogelijk zal maken. TNO werkt binnen QuTech, samen met de TU Delft, aan de computer van de toekomst: de quantumcomputer. Quantumcomputers hebben de... Lees verder

Volg TNO op social media

Blijf op de hoogte van het laatste nieuws, de vacatures en activiteiten

Op TNO.nl maken we gebruik van cookies. De daarin opgeslagen informatie kan bij een volgend bezoek weer naar onze servers teruggestuurd  worden.