column

Peter Werkhoven: De impact van de quantumwereld - Innovatie toen en nu

15 september 2016 • 1 min leestijd

In de jaren tachtig zag ik in het VPRO-kinderprogramma 'Achterwerk in de kast' een jongetje het gordijn van de kast openschuiven en uitleggen dat het leven steeds ingewikkelder werd. Want vroeger waaide de wind nog gewoon door zijn haren, maar inmiddels wist hij dat het gassen zijn die zich verplaatsen van een hoge- naar een lagedrukgebied. De wereld wordt steeds ingewikkelder naar mate je er dieper in duikt.

En dan hebben we het nog maar over de wereld zoals we die met onze zintuigen ervaren. Op extreem kleine schaal of bij extreem lage temperaturen heersen er geheel andere wetten en spookachtige eigenschappen. Bijvoorbeeld de begin vorige eeuw, door grote wetenschappers als Niels Bohr, Erwin Schrödinger en Albert Einstein, blootgelegde (sub)atomaire quantumwereld. Deze wereld is zelfs voor grote denkers ongrijpbaar, maar leidt tot innovaties die alles op zijn kop zullen zetten.

Onzeker en verstrengeld

In deze ‘bizarre’ wereld kunnen quantumdeeltjes tegelijkertijd bijvoorbeeld linksom en rechtsom draaien. Voor mensen met behoefte aan zekerheid is dit best ongemakkelijk. Een nog veel gekker en fundamenteel fenomeen in de quantumwereld is de zogenaamde ‘verstrengeling’ van deeltjes. Als je in een kristal één lichtdeeltje splitst in twee lichtdeeltjes, dan blijven die deeltjes qua eigenschappen verstrengeld. Zelfs als ze zich op zo’n grote afstand van elkaar bevinden dat ze zelfs met de snelheid van het licht niet meer met elkaar kunnen ‘praten’. Beide deeltjes draaien tegelijkertijd linksom en rechtsom, totdat je van elk een ‘foto’ maakt. Dan blijkt dat de deeltjes altijd tegen elkaar in draaien. Einstein en collega’s bedachten het al in 1935, maar eigenlijk om te laten zien dat de quantumtheorie niet compleet was. Toch is het vorig jaar definitief door de TUD experimenteel aangetoond.

“Er waait een nieuwe quantumwind door onze haren!”

Het nieuwe rekenen

Rekenen met deeltjes die tegelijkertijd 0 en 1 zijn, geeft meerdere antwoorden tegelijkertijd, waarmee je extreem snelle quantumcomputers kunt bouwen. Wij gaan deze quantumrevolutie meemaken. In onder andere het samenwerkingsverband Qutech tussen TUD en TNO worden indrukwekkende resultaten geboekt, met indrukwekkende kamerbrede opstellingen om deeltjes kleiner dan een atoom ‘in de hand te houden’. Zo veelbelovend dat de Europese Commissie heeft voorgesteld een miljard euro beschikbaar te stellen voor een op te richten Quantum Flagship-programma voor quantumtechnologie. Op een termijn van 10-15 jaar verwachten we zo extreem snel te kunnen rekenen dat formules voor nieuwe (supergeleidende) materialen kunnen worden doorgerekend (een mogelijke revolutie in energieopslag), nieuwe medicijnen kunnen worden bedacht en robots eindelijk complexe motorische bewegingen kunnen maken (bijvoorbeeld ons haar knippen). Bovendien kunnen quantumbits over grote afstanden met elkaar ‘verstrengeld zijn’, waardoor klassieke communicatie sneller en veiliger kan worden.

Door gebruik te maken van quantumeigenschappen komen ook zwaartekrachtsensoren binnen bereik waarmee je een 3D-foto van de ondergrond kunt maken, en quantumcamera’s voor lichtgevoelige toepassingen in de medische wereld (de ene lichtbundel weet wat de andere gezien heeft).

 

column

Circulair plastic: want verbranden is niet meer van deze tijd

5 jun '21 - 3 min
Wat moeten we toch met die enorme berg afvalplastic die alleen maar blijft groeien? Dat is bijna een retorische vraag. Want we kunnen bijna niet meer zonder plastic.... Lees meer
column

Column - Groen scoren met sensoren

6 nov '20 - 2 min
Als je de gemiddelde Nederlander 25 jaar geleden vroeg of hij van plan was een mobiele telefoon aan te schaffen was de reactie meestal: ‘Die heb ik toch helemaal... Lees meer
column

Op weg naar een duurzame combinatie van materialen

18 sep '20 - 1 min
In 2020 viel Earth Overshoot Day op 22 augustus. Elk jaar vind ik dit weer een indringende boodschap: we gebruiken meer natuurlijke grondstoffen dan de aarde kan... Lees meer
column

Gepersonaliseerd in plaats van ‘one size fits all’

7 mei '20 - 4 min
Minder verzadigd vet, meer bewegen en een aantal kilo’s afvallen. Het zijn adviezen die artsen vaak geven aan mensen die diabetes type 2 hebben. Maar wat voor de... Lees meer
column

Diabetes omkeren ten tijde van corona #Hoedan?!

23 apr '20 - 2 min
Een paar weken geleden schreef mijn collega Lennart van der Zwaan een blog over persoonsgerichte leefstijlgeneeskunde op de werkvloer #Hoedan?!. Ontzettend leuk... Lees meer