Een mijlpaal bereikt in de wereld van quantumcomputers: Google’s nieuwe quantumchip, Willow genaamd, bevat meer qubits dan ooit. Wat dat betekent? Wat Google’s prestatie zo bijzonder maakt? En wat dit betekent voor de beveiliging van Bitcoin en andere systemen? We duiken erin!
Google omschrijft de doorbraak als “quantum supremacy”
Het is ook bijzonder, zo’n quantumcomputer die taken kan uitvoeren die voor traditionele supercomputers praktisch onhaalbaar zijn. Google heeft bewezen dat hun quantumchip in staat is een complex wiskundig probleem op te lossen in slechts vijf minuten. Een traditionele supercomputer zou hier miljarden jaren voor nodig hebben.
Het nieuws heeft veel stof doen opwaaien, niet alleen in de technologie-industrie, maar ook in sectoren zoals cryptografie en digitale valuta. Er zijn zorgen over de security.
Eerst wat meer over quantumcomputers
Bij de een rinkelt het woord quantumcomputer direct een belletje. Maar lang niet bij iedereen. Om het belang van Google’s doorbraak te begrijpen, is het goed om te weten wat quantumcomputers eigenlijk zijn. Dus, hier komt ‘ie:
Normale computers gebruiken bits: eentjes en nulletjes
Gewone computers werken met bits. De welbekende eentjes en nulletjes. Bits werken als kleine schakelaars die aan (1) of uit (0) zijn, net als een lichtknopje. Een computer gebruikt heel veel van deze schakelaars tegelijk om informatie te verwerken, zoals rekenen of een video laten zien, door slimme combinaties van aan en uit.
Maar quantumcomputers gebruiken qubits
Deze qubits kunnen niet alleen “uit” of “aan” zijn, maar ook een mix van beide tegelijk: iets dat superpositiewordt genoemd. Dankzij deze eigenschap kunnen quantumcomputers veel scenario’s tegelijkertijd doorrekenen.
Wat quantumcomputers nóg krachtiger maakt, is een eigenschap genaamd verstrengeling. Dit betekent dat qubits die verstrengeld zijn, op mysterieuze wijze aan elkaar verbonden blijven, zelfs als ze ver uit elkaar zijn. Dit helpt quantumcomputers complexe berekeningen met een ongekende snelheid uit te voeren.
Dit maakt ze bijzonder geschikt voor taken zoals het modelleren van complexe systemen, optimalisatieproblemen, en… het oplossen van cryptografische puzzels. Deze “puzzels” hebben een rol in onder andere de Bitcoin beveiliging.
De Willow-chip van Google kan meer dan voorgaande quantumcomputers
De nieuwe quantumcomputer van Google, gebouwd rond de Willow-chip, is een grote stap vooruit. Dankzij de superpositie, verstrengeling en andere unieke eigenschappen van qubits, kunnen quantumcomputers veel sneller complexe berekeningen uitvoeren dan gewone computers.
Nogmaals: berekeningen die normaal zowat miljarden jaren zouden duren, kunnen met Willow in 5 minuten(!).
Google bewijst niet alleen dat quantumcomputers complexe wiskundige taken aankunnen, maar ook dat de technologie steeds dichter bij praktische toepassingen komt.
Het is alleen nog niet perfect
Quantumcomputers zoals Willow hebben een hoge foutmarge vanwege de instabiliteit van qubits. Deze fouten vereisen complexe foutcorrectiemethoden, wat een belangrijke reden is waarom quantumcomputers nog niet breed inzetbaar zijn.
En nu de link met Bitcoin
Bitcoin en andere cryptocurrencies gebruiken geavanceerde cryptografie om veilig te blijven. Want ja: het moet écht veilig zijn. Er zijn daarom twee belangrijke pijlers waarop Bitcoin vertrouwt:
- Digitale handtekeningen: Dit zijn unieke, wiskundig gegenereerde codes die eigenaarschap en authenticiteit bewijzen.
- Wiskundige puzzels: Het Bitcoin-netwerk wordt beveiligd door miners, die ingewikkelde puzzels oplossen om transacties vast te leggen in de blockchain.
Traditionele computers doen onmogelijk lang over het kraken van deze puzzels en handtekeningen.
Maar – u raadt het vast al – quantumcomputers, zoals die van Google, zet cryptografie in een nieuw perspectief. Is de Willow-chip in staat Bitcoin te kraken?
Voor nu is er nog geen gevaar
Google’s Willow lijkt vooralsnog nog niet krachtig genoeg om de beveiliging van Bitcoin of vergelijkbare systemen te breken. De technologie is nog in ontwikkeling, en het duurt waarschijnlijk jaren voordat quantumcomputersstabiel en foutloos genoeg zijn. Nu hebben ze nog een te hoge foutmarge.
Bovendien begrijpen cryptografen de dreiging en werken ze al aan oplossingen. Post-quantumcryptografie, een nieuwe generatie beveiligingstechnieken, wordt ontwikkeld om zelfs quantumcomputers de baas te blijven.
We moeten blijven innoveren om de ontwikkelingen bij te blijven
De huidige quantumcomputers zijn nog niet sterk genoeg om cryptografie te breken. Maar in te toekomst kan er ongetwijfeld meer. Iets om ons op voor te bereiden. Voor Bitcoin en andere digitale systemen betekent dit dat innovatie noodzakelijk blijft. Denk bijvoorbeeld aan:
- Sterkere beveiliging: Nieuwe cryptografische methoden die bestand zijn tegen quantumcomputers.
- Aanpasbaarheid van systemen: Het vermogen om technologieën zoals Bitcoin te upgraden naarmate de dreiging van quantumcomputers toeneemt.
Waarom Google’s doorbraak een kans is
Oke, we kunnen het zien als een potentiële bedreiging voor bestaande systemen. Maar laten we eerlijk zijn: biedt het vooral ook kansen. Denk aan het inzetten van quantumcomputers voor medische doorbraken, wetenschappelijk onderzoek en het verbeteren van logistieke systemen.
Google zelf benadrukt dat hun werk gericht is op vooruitgang, niet op verstoring. Hun quantumdoorbraak inspireert onderzoekers wereldwijd om na te denken over toepassingen en oplossingen, en dat is iets positiefs. Zolang we aan de beveiligingskant maar een vinger aan de pols houden.
