Ons werk

Quantum computing toepassingen: wat kan je met een quantumcomputer?

De quantumcomputer komt steeds vaker in het nieuws en wordt neergezet als grote belofte. Maar wat kan je er nu eigenlijk mee? Welke problemen kunnen we oplossen op een quantumcomputer? Hoe kunnen we jouw organisatie helpen bij het optimaal gebruikmaken van deze (toekomstige) quantumcomputers?

REKENKRACHT BIEDT MOGELIJKHEDEN

Quantum computing biedt mogelijkheden om allerlei problemen op te lossen waar de huidige technologie rekenkracht voor tekort komt. Desondanks is het niet de verwachting dat quantumcomputers de huidige technologie volledig zullen vervangen, maar is het de verwachting dat de huidige en de quantumtechnologie hand in hand zullen gaan. Dit opent deuren voor allerlei toepassingen, voornamelijk op de gebieden optimalisatie, kunstmatige intelligentie en materiaalkunde. Grote bedrijven, binnen sectoren als automotive, logistiek, financiën, pharma en chemie, lopen nu al tegen problemen aan, die met huidige computers praktisch onoplosbaar zijn.

Het vinden van een goede oplossing voor optimalisatieproblemen kost veel rekentijd. Hier kan de quantumcomputer veel betekenen, denk het real-time verbeteren van verkeersstromen zodat er minder files en vertragingen zijn, vinden van routes voor scheepvaart die goedkoper zijn en voor minder CO2 uitstoot zorgen, optimalisatie van productieprocessen en portfolio optimalisatie voor financiële instellingen.

Een quantumcomputer kan zich gedragen als een grote parallelle computer die veel potentiële oplossingen gelijktijdig kan evalueren en daardoor sneller een goede oplossing vindt. TNO heeft onder andere onderzoek gedaan naar het gebruik van quantumcomputer voor binnenvaartroutering, het plaatsen van access-punten voor draadloze netwerken en voor portfolio optimalisatie.

Meer weten over quantum computing toepassingen?

Neem contact op met Frank Phillipson

Contact opnemen

De quantumcomputer kan zichzelf gedragen als een neuraal netwerk, wat een veel gebruikte techniek is bij machine learning, een onderdeel van kunstmatige intelligentie. Deze kunnen in sommige gevallen sneller getraind worden, complexere relaties weergeven of meer patronen herbergen. TNO heeft onder andere onderzoek gedaan naar het gebruik van de quantumcomputer voor reinforcement learning, support vector machine implementaties, naar de capaciteitsvergroting van Hopfield netwerken en naar het gebruik van quantum classificatiemethodes voor plaatsbepaling van een mobiele telefoon.

De grote rekenkracht van de quantumcomputer maakt het mogelijk quantumprocessen te simuleren en complexe molecuulstructuren te analyseren voor materiaalkunde. Dit biedt kansen op medicijnen afgestemd speciaal op jouw lichaam, het efficiënt ontwikkelen van kunstmest, betere batterijen en andere materialen.

QUANTUMALGORITMES, HOE WERKT HET?

Een quantumcomputer maakt slim gebruik van quantummechanische effecten, wat kan leiden tot exponentieel snellere algoritmes waarmee in potentie, specifieke complexe problemen opgelost kunnen worden die kunnen zorgen voor tijdwinst. De quantumtechnologie kan de mogelijkheden van artificial intelligence (AI) aanvullen en daardoor moeilijke problemen efficiënt oplossen. De verwachting is dat quantumalgoritmes over tien tot twintig jaar een veelgebruikt hulpmiddel zullen zijn binnen AI en optimalisatie en zelfs op kortere termijn kunnen deze algoritmes al helpen bij specifieke problemen.

USE-CASE OPLOSSEN

Binnen TNO werken we aan quantumalgoritmes om de meerwaarde van quantumcomputers aan te tonen. De huidige quantumcomputers zijn nu nog te klein om de gewenste rekenkracht te leveren. Daarom worden veel algoritmes gesimuleerd. Dat doen we onder meer met behulp van Quantum Inspire, het door QuTech ontwikkeld quantumcomputingplatform met onder andere een quantumsimulator en twee typen quantumcomputers. Dit platform is ontworpen om de eerste stappen in de fascinerende wereld van quantumberekeningen te ondersteunen én om de mogelijkheden te verkennen om de kracht van quantumcomputers in de toekomst te gebruiken.

We werken aan verschillende ‘use-cases’ – van het detecteren van anomalieën tot routeoptimalisatie – èn proberen inzicht te krijgen in de benodigde infrastructuur voor het gebruik van quantumcomputers (op middellange en lange termijn) in de meest veelbelovende toepassingsgebieden.

IN DE PRAKTIJK/CASE - ROUTERINGSSTRATEGIEËN

Een voorbeeld van een case waar we naar gekeken hebben is het optimaliseren van routeringsstrategieën, daarbij hebben we reinforcement learing technieken gebruikt. In bestaande litereatuur werd tot nu enkel rekening gehouden met het vertrekpunt van één individu, de gewenste bestemming en mogelijke belemmeringen onderweg. Wij hebben dit uitgebreid naar een setting waarbij er meerdere vertrekkende individuen zijn. Daarbij is gebruikgemaakt van een zogenaamde quantum annealer van D-Wave.

Dit speciale quantumsysteem is gespecialiseerd in het oplossen van optimalisatievraagstukken. We hebben aangetoond dat dit mogelijk zal resulteren in tijdwinst; het sneller kunnen vinden van een goede route. De probleemgrootte die op dit moment verwerkt kan worden is echter nog beperkt. De quantumhardware dient nog verder ontwikkeld te worden voordat deze toepasbaar is op praktische problemen. Maar als dat eenmaal zo ver is dan heeft dit impact op veel real-life scenario’s: denk aan het stationeren van militaire troepen, het efficiënt bezorgen van post en toepassingen in magazijnen en het verkeer.

Contact opnemen

Contact opnemen
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
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
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
Algemeen

De belofte van quantum

Quantumcomputers, -communicatiesystemen, -simulatoren en -sensoren kunnen maatschappelijke uitdagingen helpen oplossen en bieden kansen voor alle sectoren van de economie. Zo kunnen quantumcomputers vele... Lees verder
Nieuws

Minister Ingrid van Engelshoven en Eurocommissaris Mariya Gabriel lanceren Europa’s eerste quantumcomputer in de cloud: Quantum Inspire

20 april 2020
Vandaag lanceerden minister Ingrid van Engelshoven en Eurocommissaris Mariya Gabriel het eerste Europese, publieke quantum computing platform: ‘Quantum Inspire’. Het platform is ontwikkeld door het Delftse... Lees verder
Contact

Dr. Frank Phillipson

  • planning
  • telecommunicatie
  • netwerken
  • verkeersvoorspellingen
  • graven

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.