Op weg naar het quantum tijdperk: innovatie en samenwerking met TNO

TNO biedt een state-of-the-art, open-access technologische infrastructuur die is ontworpen om de volledige levenscyclus van quantum hardware en softwareontwikkeling te ondersteunen. Deze infrastructuur fungeert als een verlengstuk van uw eigen R&D-afdeling. Onze belangrijkste faciliteiten en expertisedomeinen omvatten:

• State-of-the-art cleanroom fabrication: De fabricage van devices vindt plaats in onze ISO-klasse 5 cleanrooms van het Van Leeuwenhoek Laboratorium (VLL, met 3.000 m2 cleanroomruimte en 6.000 m2 laboratorium- en kantoorruimte) in Delft. Ook maken we gebruik van het Else Kooi Laboratorium (EKL), dat speciaal is uitgerust voor batch processing en MEMS/actieve CMOS-devices in Delft.
• Quantum Information Technology Testing (QITT) Facility: Als Europa's eerste open quantumtestlaboratorium biedt QITT mkb-bedrijven, startups en corporates eenvoudige toegang tot deep cryogenic characterisation en metrologie. De faciliteit beschikt over twee Bluefors dilution fridges die werken op cryogene temperaturen met 1-as 2T-magneten. Daarnaast is er een 1K ICE Oxford fridge en een reeks probe stations voor zowel cryogene- als kamertemperaturen.
• Low-Temperature Characterisation Setup (LTCS): Onze LTCS is geoptimaliseerd voor color centers en de karakterisatie van quantumchips. Deze setup biedt basistemperaturen van onder de 1 Kelvin, magnetische velden tot 1 Tesla in alle richtingen en microwave control tot 12,5 GHz. Dit alles wordt ondersteund door geautomatiseerde meetcontrolesystemen om snelle testcycli te garanderen.
• Quantum Sensing Testbed & Labs: Samen met onze partners ontwikkelen, valideren en bouwen we compaction-ready prototypes. Hierbij maken we gebruik van gespecialiseerde apparatuur, zoals quantum scanning probe microscopes, compacte vectoriële magnetometers en wide-field magnetometers.
• Quantum Communications & Cryptography Lab (QUTE): Ons QUTE-lab bevat geautomatiseerde PIC characterization tools en een room-temperature setup. Daarnaast is er een speciaal QKD (Quantum Key Distribution) test- en evaluatielab aanwezig om componenten te benchmarken voor zowel landgebonden als space-based quantum communication.

Het beschermen van uw commerciële voorsprong is een kernpilaar van het partnermodel van TNO. Als onafhankelijk R&D-lab, opgericht bij de Nederlandse wet, opereren wij vrij van directe private belangen. Onze volledige focus ligt op het creëren van maatschappelijke en economische waarde voor onze partners:

• Gestructureerde vertrouwelijkheid: Alle R&D-projecten worden uitgevoerd in een veilige omgeving. We werken met heldere, contractueel vastgelegde geheimhoudingsverklaringen en strikte protocollen voor databescherming.
• Op maat gemaakte IP-afspraken: Wij hanteren flexibele, maatwerk IP-frameworks. Uw eigen background IP blijft te allen tijde volledig van u. Alle foreground IP die tijdens onze projecten wordt ontwikkeld, krijgt een structuur met helder eigenaarschap, exclusieve licenties of transfermodellen, zodat deze perfect aansluit bij uw bedrijfsstrategie.
• Een betrouwbare naam: Al sinds 1932 fungeert TNO als de vertrouwde schakel tussen academisch onderzoek en commerciële marktintroductie. Onze lange staat van dienst garandeert dat uw R&D beschermd is tegen concurrentielekken. Bovendien voldoet uw onderzoek hiermee aan de hoogste Europese normen voor beveiliging en compliance.

Ja. TNO maakt gebruik van een feedback-gestuurde ontwikkelingscyclus die continu de stappen Modeling, Fabrication en Characterization doorloopt. Hiermee optimaliseren wij zowel superconducting als semiconductor-based quantum devices:

• Modeling and simulation: We voeren elektromagnetische simulaties uit met Ansys HFSS (stand-alone of met Qiskit Metal), PathWave ADS en CST Studio Suite. Voor superconducting circuits implementeren we Josephson-Junction simulatoren. Voorbeelden hiervan zijn Inductex voor parameterextractie en JoSim voor circuitsimulaties.
• Diepgaande superconducting characterisation: Binnen QITT bieden we gespecialiseerde meetexpertise, waaronder S-parameter metingen met cryogene SOLT-kalibratie. Daarnaast faciliteren we thermal en quantum noise metingen met reference noise sources, en metingen via parametrische versterkers.
• Qubit diagnostics: We voeren grondige diagnoses uit van transmon qubits, inclusief het meten van transitiefrequenties. Onze geautomatiseerde testframeworks kunnen tot 20 individueel aangestuurde transmons karakteriseren. Tevens kunnen we flux-controlled CZ gates afstemmen voor nearest-neighbor pairs.
• Fabrication support: Onze proces-engineers leveren diensten op het gebied van wet en dry etching, deposition (PVD, CVD, PECVD, ALD) en optische en elektronenbundellithografie. Hierdoor kunnen gesimuleerde chipontwerpen razendsnel worden gerealiseerd.

Wij geloven dat quantumprocessoren alleen succesvol kunnen opschalen als ze worden ondersteund door robuuste classical-quantum integratie, software stacks en control architecturen. Wereldwijd is TNO een van de weinige organisaties die werkt aan de end-to-end full-stack integratie van toekomstige quantumsystemen:

• Classical control hardware & software: Wij ontwikkelen cryogene input/output-bekabeling, geautomatiseerde frameworks voor chip-tuning en specifieke softwarepakketten. Hiermee pakken we schaalbaarheidsbottlenecks aan, zoals het aansturen van miljoenen qubits zonder extreme hitteontwikkeling of een onwerkbare kabelwirwar.
• Quantum compilers & full-stack architecture: TNO ontwerpt control frameworks, compilers en systeemarchitecturen. TNO is medeoprichter en initiatiefnemer van Quantum Inspire, Europa's eerste publiek toegankelijke online platform voor quantum computing. Recentelijk introduceerde Quantum Inspire de nieuwe superconducting quantumprocessor met open architectuur: de Tuna-17.
• Toegepaste cryptografie & algoritmen: Via de unit ICT, Strategy & Policy (ISP) van TNO helpen we grote organisaties bij het uitvoeren van quantum algorithm-analyses en cybersecurity-risicobeoordelingen. Daarbij ondersteunen we hen bij de planning van een naadloze migratie naar Post-Quantum Cryptography (PQC).
• Soevereine Europese consortia: TNO is mede-leider van de grensverleggende Europese initiatieven Qu-Test en Qu-Pilot, gericht op proeflijnen en testen om de quantum supply chains van het continent veilig te stellen. Daarnaast dragen we actief bij aan belangrijke system-level scaling consortia, zoals HectoQubit/2, met als doel de bouw van een cloudplatform met 100 superconducting qubits.

Wij beseffen dat groeiende quantumondernemingen behoefte hebben aan snelle responstijden, flexibele dealstructuren en minimale bureaucratie. TNO verbindt zich met startups en scale-ups via diverse, op maat gemaakte samenwerkingstrajecten:

• TNO Fast Track: Een uiterst gericht en vraag gestuurd programma, ontworpen om startups te koppelen aan onze experts en zo technische knelpunten te doorbreken. Startups kunnen een intake inplannen, overleggen met wetenschappers, of een 'Expert Session XL' op locatie boeken voor een pragmatische, multidisciplinaire brainstorm. Alleen al in 2025 rondden we succesvol 182 Fast Track-projecten af.
• Strategische R&D Co-investeringen: TNO is proactief in het gezamenlijk ontwikkelen van technologie met startup-partners. Zo investeerde TNO Ventures direct in Equal1. Dit bedrijf verhuisde zijn R&D-activiteiten naar het HoQ in Delft om te profiteren van TNO's nanofabricage-expertise en de silicon spin qubit-technologie, die in samenwerking met de TU Delft werd ontwikkeld.
• Ecosysteem spin-off track: Wij ondersteunen actief een netwerk van spin-off bedrijven die voortkomen uit onze QuTech- en Delftse ecosystemen. Hieronder vallen pioniers als Orange Quantum Systems voor op maat gemaakte testapparatuur, Q*Bird voor quantum secure networking en FrostByte voor cryo-elektronica.

Het Quantum Application Lab (QAL) is een specifiek open-innovatiecentrum, mede opgericht door TNO in samenwerking met toonaangevende wetenschappelijke- en HPC-instellingen, waaronder het CWI, eScience Center, SURF, Quantum Inspire en de Universiteit van Amsterdam. QAL overbrugt de kloof tussen academisch quantumalgoritme-onderzoek en praktische zakelijke toepassingen voor rekenkundige uitdagingen op het gebied van optimalisatie, simulatie en machine learning. Via QAL biedt TNO drie flexibele en gestructureerde samenwerkingsmodellen om uw 'quantum journey' te begeleiden:

• Strategische verkenning: Een high-level impactanalyse om te evalueren hoe quantum computing uw specifieke sector, zoals farma, finance, energie of logistiek, kan beïnvloeden. Ook brengen we realistische adoptietijdlijnen in kaart.
• Selectie van use cases & roadmap-ontwikkeling: Een diepgaande audit van uw computational workflows om de meest veelbelovende kansen voor quantum speedup te identificeren, rangschikken en selecteren.
• Applicatieontwikkeling & implementatie: Het gericht en gezamenlijk ontwikkelen van maatwerk quantumalgoritmen, inclusief klassieke benchmarking tegen supercomputers via SURF. Daarnaast voeren we proof-of-concept testen uit op echte hardwareplatforms, zoals Quantum Inspire, of op geavanceerde simulatoren.

Ja. Bij meer dan de helft van TNO's industriële R&D-projecten zijn internationale bedrijfsklanten, Europese consortia of buitenlandse scale-ups betrokken. U hoeft geen Nederlandse entiteit te zijn om toegang te krijgen tot onze cleanrooms van wereldklasse, characterisation testbeds of domeinexperts.

• Grensoverschrijdende contract-R&D: Internationale ondernemingen kunnen direct contractonderzoek of gezamenlijke ontwikkelingsprojecten initiëren. Dit gebeurt onder strikte internationale kaders voor IP, vertrouwelijkheid en databescherming.
• Leidende Europese consortia: Onder de vlag van het EU Quantum Flagship is TNO mede-leider van brede, open-access quantuminitiatieven binnen Europa, zoals Qu-Test en Qu-Pilot. Hierdoor krijgen internationale, Europese partners toegang tot gestandaardiseerde testprotocollen en nanofabricage-proeflijnen.
• Soft-landing & co-locatie: Internationale deep-tech scale-ups die een vestiging zoeken in de Europese quantumhub, kunnen profiteren van TNO Ventures en onze directe nabijheid bij het House of Quantum in Delft. Een uitstekend voorbeeld is de Ierse quantum scale-up Equal1. Zij gingen een partnerschap aan met TNO, ontvingen investeringen via TNO's private holding en verhuisden een deel van hun R&D naar Delft om, samen met TNO-engineers, te werken aan silicon spin qubit-architecturen.

Door de toename in quantum computing-capaciteiten zullen klassieke versleutelingsstandaarden, zoals RSA en ECC, uiteindelijk kwetsbaar worden voor 'store-now, decrypt-later'-aanvallen. Het gespecialiseerde Applied Cryptography & Quantum Applications-team van TNO bestaat uit meer dan 40 cryptografie- en algoritmespecialisten. Zij helpen bedrijven en overheidsinstellingen zich voor te bereiden op een naadloze, quantumveilige migratie:

• Quantum risk & impact assessments: Wij auditen uw data-assets, legacy beveiligingsprotocollen en externe supply chains. Zo bepalen we de tijdlijn van uw kwetsbaarheid voor risico's op het gebied van quantumdecodering.
• PQC-migratieframeworks: TNO begeleidt de implementatie van NIST-gestandaardiseerde Post-Quantum Cryptography-algoritmen. Daarbij voeren we performance-benchmarks uit op uw huidige IT-architectuur en borgen we de cryptografische wendbaarheid.
• Hybride quantumbeveiliging & QKD: Voor omgevingen met ultra-hoge beveiligingseisen test en evalueert TNO Quantum Key Distribution (QKD) hardware en integrated photonic circuits (PICs). In ons gespecialiseerde QUTE-testlaboratorium combineren we hardware-gebaseerde veiligheid vanuit quantumfysica met post-quantum software-encryptie.