Kwantumcomputers bieden ongekende rekenkracht en de eerste prototypes bestaan al. Intel heeft een 49qubit-testchip met de naam Tangle Lake gebouwd. Maar wat is een qubit en wat kunnen we werkelijk van kwantumcomputers verwachten? We vroegen het aan Leonardo DiCarlo van QuTech, een Nederlands onderzoekscentrum dat de Tangle Lake bestudeert.

QuTech is een geavanceerd onderzoekscentrum dat zich toelegt op kwantumcomputers en kwantuminternet. Het is een samenwerkingsverband van TU Delft en TNO. Het centrum werkt op basis van roadmaps die onder leiding staan van Roadmap Leaders waar Leonardo DiCarlo er een van is. In 2015 investeerde Intel 50 miljoen dollar in QuTech.

Doel is om tien jaar samen te werken aan onderzoek naar kwantumcomputers. Binnen deze samenwerking werd vorig jaar een 17qubit-testchip bij QuTech getest. Daar is begin dit jaar een 49qubit-testchip met de naam Tangle Lake bijgekomen. Let wel: een chip, geen processor. Leonardo: “Dat verschil is heel belangrijk. Als je iets een processor noemt, zeg je dat je een functionele 49qubit-computer hebt. Wij testen componenten om dat uiteindelijk mogelijk te maken, maar om nu al van een processor te spreken is niet juist.”

De verwachtingen voor kwantumcomputers zijn hooggespannen. Het zou mogelijk moeten zijn om immens grote priemgetallen te achterhalen in een fractie van de tijd die een normale computer nodig heeft. Dat zou communicatie veiliger kunnen maken omdat priemgetallen een hoofdrol spelen bij cryptografie. Het kan communicatie ook onveiliger maken omdat het (onder meer) brute-force-berekeningen van wachtwoorden sterk zou kunnen versnellen.

©PXimport

Buiten beveiliging om zou de rekenkracht van kwantumcomputers perfect in te zetten zijn voor kwantumsimulatie, waarmee chemie en nanotechnologie naar een hoger plan te brengen zijn. Ook zouden uitermate complexe zaken als het gedrag van atomen en deeltjes in een deeltjesversneller met behulp van kwantumcomputers gesimuleerd kunnen worden. Kortom, waar de rekenkracht van huidige computers tekortschiet, zouden kwantumcomputers uitkomst moeten bieden.

Maar waardoor is een kwantumcomputer potentieel zo snel? De ons bekende huis-tuin-en-keukencomputers werken met bits. Een bit heeft ofwel waarde 0, ofwel waarde 1. Een computer rekent door bits logisch te vergelijken en op basis daarvan de uitkomst te evalueren op nul of één; waar of niet waar. Zijn twee bits gelijk aan elkaar? Zijn twee bits verschillend van elkaar? Enzovoort.

Hoeveel bits er ook in een vergelijking meegenomen worden, dit principe blijft in stand. Een kwantumcomputer werkt fundamenteel anders. In tegenstelling tot een bit die 0 of 1 is, heeft een kwantumcomputer qubits. Het woord qubit is een samenstelling van het Engelse quantum en bit. Een qubit is gelijktijdig 0 én 1. Een staat die superpositie genoemd wordt.

Kwantumbits

Leonardo: “Kwantumcomputers benutten de voordelen van superpositie om informatie efficiënt te verwerken. In mijn lab koelen wij supergeleiders af tot temperaturen waarbij ze kwantumfenomenen gaan vertonen. Ze gaan in superpositie en worden dan gelijktijdig 0 en 1. Door dit bij meerdere kwantumbits te doen kunnen we bijvoorbeeld een 2qubit-systeem maken. Daarvoor geldt dat de qubits dan gelijktijdig 00, 01, 10 en 11 zijn.”

Het potentiele voordeel van kwantumcomputers zit in kwantumverstrengeling. Leonardo: “Je kunt alle mogelijk staten voorbereiden. Een voordeel is daarom dat met een kwantumcomputer een vorm van parallel rekenen mogelijk is. Stel dat ik met een 2qubit-systeem een probleem wil oplossen. In de niet-kwantumwereld moet ik een berekening dan vier keer uitvoeren, namelijk voor 00, 01, 10 en 11. In een kwantumsysteem bereid ik de invoer voor alle uitkomsten voor en hoef ik de functie maar één keer uit te voeren. Met een kwantumalgoritme doe je je voordeel met superpositie. Je bereidt verschillende invoeren gelijktijdig voor en kan dan de berekening parallel in één keer uitvoeren.”

©PXimport

Als deze in superpositie is, heeft een kwantumcomputer gelijktijdig alle mogelijke staten van zijn qubits. Zo heeft een 2qubit-kwantumcomputer die aan het rekenen gaat gelijktijdig vier staten, terwijl een binaire computer altijd maar één staat heeft. Nadat een functie (berekening) op de kwantumcomputer is losgelaten kan het resultaat bekeken worden. Door het resultaat te bekijken worden de mogelijkheden teruggebracht tot één uitkomst. Dat wordt een verval naar de klassieke staat genoemd. De uitkomst naar een klassiek systeem kan in bits nooit langer zijn dan het aantal qubits waarop de berekening gebaseerd is.

Een interessante uitdaging binnen kwantumcomputers zit in één van de fundamentele eigenschappen van kwantummechanica: door iets te meten verander je datgene dat je meet. Kortom, als je een qubit zou uitlezen als een reguliere bit, dan verander je mogelijk de inhoud. In tegenstelling tot een ‘normale’ computer kun je daarom niet zomaar het geheugen lezen. Onderzoek naar kwantumcomputers richt zich daarom op oplossingen die om dit probleem heen werken.

Onderzoek naar kwantumfoutcorrectie

Bij QuTech wordt onder andere gewerkt met de Tangle Lake chip van Intel. Vorig jaar was dat een chip met 17 qubit. Dit jaar is er een 49qubit-chip bijgekomen. Met deze chips doen zij onderzoek naar kwantumfoutcorrectie. Ze proberen een techniek te demonstreren waarmee gegevens in de kwantumchip zo gecodeerd worden dat informatie beschermd is tegen de inherente fouten van het systeem. Leonardo: “De schoonheid van ons algoritme schuilt in wat we doen nadat we een functie hebben geëvalueerd. Wij transformeren de informatie zo dat de bits uiteindelijk door onze metingen niet veranderen.”

Leonardo: “Met deze techniek willen we bruikbaar kwantumgeheugen maken. Met de stap van 17 naar 49 qubit zijn betere prestaties mogelijk. Onze technologie demonstreert het belangrijke concept van kwantumfouttolerantie. Door redundantie in te bouwen kunnen we - ondanks imperfecte hardware - betere berekeningen maken. Voor ons is dat een belangrijke mijlpaal. We hebben nu met experimenten gedemonstreerd wat in theorie al aangetoond was. Dat is belangrijk. Zelfs met de beperkte hoeveelheid qubits die we nu maken, is de ontwikkeling van deze systemen heel complex.”

©PXimport

Foutcorrectie toepassen in een kwantumsysteem doet denken aan een vergelijkbare methode in een binair systeem. Binaire systemen kunnen werken met een pariteitscheck: de staat van een aantal bits wordt opgeteld en daar komt uit of ze samen 0 of 1 zijn. Dit resultaat wordt op een eigen plek vastgelegd. Verandert vervolgens onverwacht één van de opgetelde bits, dan verandert ook de uitkomst van de optelsom. Daarmee is waar te nemen dat er iets niet goed gegaan is.

Een vergelijkbaar principe gaat op bij kwantumberekeningen. Leonardo: “Bij kwantumfoutcorrectie voer je kwantumpariteitscontroles uit. Je vraagt aan een groep qubits om een gezamenlijke eigenschap. Hoeveel van jullie staan in staat 0 en hoeveel in staat 1? Staat er een even aantal in 0? Door de vraag collectief te stellen, en dat is het mooie, dwing ik de qubits antwoord te geven zonder de eigen staat te lezen.” Door op deze manier te werken wordt geen uitkomst op de vraag uitgelezen. De data vervalt niet terug naar een klassiek systeem. Dat maakt het mogelijk om de gegevens betrouwbaarder te maken zonder de superpositie te verliezen.

Kwantumcomputers hebben klassieke systemen nodig

Binnen het grotere geheel blijven binaire systemen ook bij kwantumcomputers een belangrijke rol spelen. Leonardo: “Voor een groot deel moeten we bij foutcorrectie van kwantumsystemen gebruikmaken van pariteitscontroles. We houden bij welke bits er uit de metingen komen en moeten aan de hand daarvan fouten zien en ze in de gaten houden. Dat zijn allemaal niet-kwantumberekeningen.

Aan een kwantumcomputer zit daarom ook een hoop klassieke, niet-kwantumelektronica gekoppeld. Wat een kwantumcomputer gaat doen moet aangegeven worden met algoritmes en signalen die in eerste aanleg niet kwantummechanisch zijn. Die gaan via software en architectuur naar de kwantumchip. Die chip verwerkt de gegevens en daar komen vervolgens metingen uit. Die moeten op hun beurt weer in realtime verwerkt worden door het klassieke systeem. Een kwantumcomputer is daarom niet alleen een volledige kwantumchip zoals Tangle Lake, maar ook een geavanceerd niet-kwantumsysteem dat die chip aanstuurt en de output begrijpt.”

Kwantumcomputers zijn inmiddels geen sciencefiction meer, maar de technologie staat nog wel echt in de kinderschoenen. Leonardo: “De systemen zijn er, maar ze zijn nog niet krachtig genoeg om er relevante problemen mee op te lossen. Ik vind het controleren van een compleet 49qubit-systeem om kwantumfouttolerantie te demonstreren al een ambitieus doel om mee te beginnen. Ik kan ook niet aangeven hoe lang de ontwikkeling daarvan gaat duren. Daarnaast heb ik ook de ambitie om deze chips zonder kwantumfoutcorrectie te gebruiken. Dat zijn twee grote uitdagingen. We bewandelen twee verschillende, maar parallelle, paden die gebruikmaken van dezelfde hardware.”

Je kent het wel: je wil iets online bestellen of even het saldo op je rekening checken. En dan komt het: je moet inloggen. Maar, wat was ook al weer het wachtwoord? De geboortedatum van je partner, de laatste twee cijfers van je postcode in combinatie met je lengte? Voor je het weet druk je weer op de knop 'Wachtwoord vergeten'... Dat kan makkelijker.

Partnerbijdrage - in samenwerking met Bitdefender

Ons brein is er niet voor gemaakt om voor vijftig verschillende sites unieke codes te onthouden. En juist daarom zijn wachtwoordmanagers de laatste jaren zo populair geworden. In dit artikel kijken we eens goed naar de oplossing van Bitdefender. Ze zijn wereldberoemd om hun antivirus, maar kunnen ze ook zorgen dat jij nooit meer buitengesloten wordt bij je eigen accounts?

Waarom een wachtwoordmanager?

Laten we eerlijk zijn, de meeste mensen gebruiken nog steeds overal hetzelfde wachtwoord, of een kleine variatie daarop. Of ze schrijven het ergens op. Dat voelt misschien wel veilig, tot je beseft hoe lek het internet soms kan zijn of dat je net dat boekje kwijtraakt.

Met een wachtwoordmanager zoals Bitdefender SecurePass password manager los je dat probleem voor een groot deel op. Die fungeert als een onzichtbare butler die je helpt met de wachtwoorden invullen, ook al is het misschien lastig of spannend om alles zomaar uit handen te geven. Je installeert de software op je eigen computer en je telefoon, en je bedenkt één heel sterk hoofdwachtwoord. Dat is de enige die je nog hoeft te onthouden.

Zodra je die invoert, gaat de kluis open en regelt Bitdefender de rest. Als je dan naar Facebook of je favoriete webshop gaat, ziet het programma dat je wil inloggen en vult het de velden voor je in. Je hoeft niet meer te typen, niet meer te denken en vooral niet meer te stressen. Het mooie is dat het programma je ook meteen helpt bij het aanmaken van wachtwoorden voor nieuwe accounts. In plaats van dat jij weer moet gaan nadenken over een code met een uitroepteken en een cijfer, genereert de software gewoon een onmogelijk te kraken reeks tekens uit en slaat deze direct op. En jij ziet het wachtwoord niet eens, en dat hoeft ook niet, want de software onthoudt het voor je.

En ben je bang dat je misschien ook het hoofdwachtwoord niet meer weet? SecurePass genereert ook nog een digitale herstelsleutel die je in het allerergste geval dan kunt inzetten om in te loggen. Die herstelsleutel bewaar je bij voorkeur op een andere plek dan je smartphone of computer, of print je uit en sla je op in een kluis.

Lokaal opgeslagen: veilig!

Het blijft een raar idee: al je wachtwoorden bij één bedrijf parkeren. Wat als zij gehackt worden? Dan ligt alles op straat, toch? Nou, gelukkig zit dat bij Bitdefender wel goed in elkaar. De versleuteling van je wachtwoorden gebeurt namelijk lokaal op jouw eigen apparaat, nog voordat het via het internet naar hun servers wordt gestuurd. Jouw hoofdwachtwoord is de sleutel die die versleuteling ongedaan maakt. Omdat Bitdefender jouw hoofdwachtwoord niet heeft (en ook nergens opslaat), kan niemand bij jouw gegevens; ook niet in geval van een lek of hack.

Maar omdat Bitdefender jouw wachtwoord nergens hebben opgeslagen, niet hebben, kunnen ze je ook niet helpen als je het vergeet. Er is geen "wachtwoord vergeten" optie voor je hoofdwachtwoord. Je krijgt bij het installeren alleen die speciale herstelcode. Die moet je echt uitprinten of op een veilige plek bewaren, want als je je hoofdwachtwoord kwijt bent én die herstelcode, dan ben je echt de pineut en kom je je kluis nooit meer in.

Hoe werkt het in de praktijk?

Bitdefender SecurePass installeer je als app op een Android- of iOS-toestel, en is beschikbaar als browser-add-on voor de Windows- en MacOS-versies van Chrome, Edge, Firefox en Safari.

Veiligheid is leuk, maar als de software lastig is in gebruik, gooi je het er na een week weer vanaf. Gelukkig heeft Bitdefender goed gekeken naar hoe mensen surfen en software gebruiken. De interface oogt fris voor zowel de browser-extensie als de app op je telefoon. Wat vooral fijn is, is de synchronisatie. We leven in een tijd waarin je 's ochtends op je telefoon zit, overdag op een laptop werkt en 's avonds misschien met een tablet op de bank hangt. Als je op je laptop een nieuw wachtwoord aanmaakt voor Netflix, wil je niet op je telefoon die hele rits tekens moeten overtypen.

Je hebt daardoor toegang tot alle accounts zonder dat je overal moet nadenken over wat de gebruikersnaam of het wachtwoord ook echt precies was: makkelijk en handig dus!

Het meeste werk gebeurt via een extensie in je browser (via het icoontje rechtsboven in de browser) of via de app op je telefoon. Bitdefender synchroniseert dit razendsnel. Zodra je iets opslaat op het ene apparaat, is het vrijwel meteen beschikbaar op het andere. Daarnaast doet het meer dan alleen wachtwoorden. Je kunt er ook notities in kwijt die niemand mag zien

Ook is het handig dat je een of meerdere betaalkaarten en creditcards kunt toevoegen. Iedere keer dat je op een betaalpagina komt, laat Bitdefender je een scherm zien waarop je kunt aangeven welke opgeslagen creditcard je wil gebruiken. Na de selectie vult Bitdefender automatisch alle creditcardgegevens in en kun je de bestelling afmaken.

Gebruik je slechte of makkelijk te raden wachtwoorden, dan is er een beveiligingsscan die ten eerst kijkt of je geen zwakke wachtwoorden hebt gebruikt, maar ook op het dark web op de achtergrond scant naar gelekte gegevens. Je krijgt dan direct de tip om je wachtwoord direct aan te passen.

Tot slot

Als we alles op een rijtje zetten, is Bitdefender SecurePass een goede keuzae als je geen zin hebt in een lastig te beheren omgeving . Voor de gemiddelde gebruiker is dit precies wat je zoekt. Het doet wat het moet doen: het beveiligt je gegevens muurvast en haalt de frustratie van het inloggen weg. Vooral als je al gebruikmaakt van de antivirus van Bitdefender, is dit een logische toevoeging die naadloos in je bestaande pakket past. Het is misschien even wennen om de controle uit handen te geven, maar als je eenmaal gewend bent aan het feit dat je nooit meer een wachtwoord hoeft te onthouden, wil je nooit meer terug.

Bij ID.nl zijn we dol op kwaliteitsproducten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt. Een paar keer per week speuren we binnen een bepaald thema naar zulke deals. Ben je op zoek naar een betaalbare bluetooth-hoofdtelefoon met een goed geluid? Vandaag hebben we vijf interessante modellen voor je gespot.

Sennheiser Accentum Plus Wireless

Sennheiser bracht afgelopen voorjaar een nieuwe bluetooth-koptelefoon op de markt. En wat voor één, want de Accentum Plus Wireless is comfortabel, gebruiksvriendelijk én betaalbaar. Zoals je van de Duitse audiospecialist mag verwachten, is de geluidskwaliteit prima op orde. De gebruikersreviews op Kieskeurig.nl liegen er dan ook niet om. Alle testers gaven deze koptelefoon een 9 of 10 als reviewscore.

Handig is dat je diverse audio-instellingen naar wens kunt aanpassen. Dat werkt met een app op een smartphone. Een ander speerpunt is de functie actieve ruisonderdrukking (ANC), zodat je geen of nauwelijks storende omgevingsgeluiden hoort. Ideaal voor wie aandachtig naar een luisterboek, podcast of rustig muziekalbum wil luisteren.

Volgens Sennheiser houdt een volgeladen accu het ongeveer 50 uur vol. Is de batterij leeg, dan kun je evengoed weer snel luisteren. Na tien minuten snelladen kan de Accentum Plus Wireless er weer 5 uur tegenaan. Voor een hoog draagcomfort heeft de hoofdtelefoon zachte oorkussens en een verstelbare hoofdband met binnenvoering. Bovendien is hij met een gewicht van 227 gram ook niet zo zwaar. Geïnteresseerden kiezen tussen een zwarte en witte behuizing. Meer weten? Lees dan deze review op ID.nl.

Skullcandy Hesh ANC

Op zoek naar een ANC-koptelefoon voor minder dan 100 euro? Dat komt mooi uit, want dit exemplaar van Skullcandy is op Kieskeurig.nl momenteel goedkoper dan ooit. Aan de hand van vier meetmicrofoons registreert de Hesh ANC omgevingsgeluiden, waarna de geïntegreerde chip vliegensvlug een tegengeluid berekent. Deze bluetooth-hoofdtelefoon dempt op die manier lawaai, zodat je op elke plek geconcentreerd kunt luisteren. De oplaadbare batterij heeft volgens de fabrikant een maximale speeltijd van 22 uur. Accu leeg? Na 10 minuten opladen kun je weer 3 uur luisteren.

Dit over-earmodel bevat binnenin twee audiodrivers van 40 millimeter. Die zijn verantwoordelijk voor het geluid. Tijdens een luistersessie hoef je geen smartphone uit je broek- of jaszak te halen. Gebruik gewoon de knopjes op de oorschelp om de audioweergave te bedienen. Wijzig onder meer het volumeniveau en skip nummers. De behuizing weegt 228 gram en heeft een vouwbaar ontwerp. Hierdoor past dit luisterapparaat makkelijk in een tas.

Sony ULT Wear (WH-ULT900N)

Kun jij een flinke portie bas wel waarderen? De onlangs verschenen Sony ULT Wear (zwart/wit/groen) valt dan ongetwijfeld bij je in de smaak. Je drukt op de ULT-knop om het basniveau verder op te voeren. Gunstig voor liefhebbers van opzwepende muziekstijlen als dance, hiphop en rock. Een andere belangrijke eigenschap is de aanwezigheid van actieve ruisonderdrukking. Sony heeft deze techniek erg goed onder de knie, waardoor je niet of nauwelijks omgevingsgeluiden hoort. Wanneer je veel onderweg bent, komt de bijgesloten stevige reishoes goed van pas.

De rechteroorschelp bevat een handig aanraakpaneel waarmee je de muziek kunt bedienen. Veeg omhoog voor meer volume en veeg vooruit om naar het volgende liedje te gaan. Als je de Sony Headphones-app op een smartphone installeert, kun je diverse audio-instellingen aanpassen. Ga bij een volledig opgeladen accu uit van een luistertijd van zo’n 30 uur. Schakel je actieve ruisonderdrukking uit, dan kun je zelfs 50 uur luisteren. Lees in deze uitgebreide review meer informatie over deze betaalbare koptelefoon.

Audio-Technica ATH-M50XBT2

Vergeleken met veel andere over-ear-hoofdtelefoons heeft dit exemplaar relatief grote drivers van 45 millimeter. Dat bevordert een krachtig en open geluid. Daarnaast loopt het (brede) frequentiebereik van 15 Hz tot 28 kHz. Je mag dus een gedetailleerde weergave verwachten. Overigens ondersteunt de Audio-Technica ATH-M50XBT2 geen actieve ruisonderdrukking. Het Japanse merk focust zich met dit product namelijk louter op een hoge audiokwaliteit. Wegens de gesloten constructie dempt de koptelefoon alsnog omgevingsgeluiden.

Zoals we inmiddels van Audio-Technica gewend zijn, heeft ook deze bluetooth-koptelefoon een lange accuduur. Een volledig opgeladen batterij biedt een luistertijd van ongeveer 50 uur. Bij een lege accu kun je eventueel 10 minuten snelladen, waarna je weer 3 uur kunt luisteren. De behuizing heeft een fysieke knop waarmee je inkomende telefoonoproepen kunt aannemen. Verder roep je via deze knop ook jouw favoriete stemassistent op, zoals Google Assistent of Siri. Tot slot pas je in een app op je smartphone naar eigen smaak de equalizer-instellingen aan. De ATH-M50XBT2 is in een zwarte en blauwe versie te koop.

Marshall Monitor II A.N.C.

De Marshall Monitor II A.N.C. combineert een fraai retrodesign met goed geluid. Deze bluetooth-koptelefoon was op het moment van schrijven niet eerder zo goedkoop. Hoewel het Britse audiomerk op zijn eigen website een adviesprijs van 299 euro hanteert, vragen enkele webshops momenteel minder dan 200 euro. Dankzij de actieve ruisonderdrukking is het een prima luistermaatje voor onderweg. Vervelende omgevingsgeluiden verdwijnen namelijk naar de achtergrond. Je kiest in een app op je smartphone de mate van ruisonderdrukking.

De geïntegreerde accu ondersteunt een maximale luistertijd tot ongeveer 45 uur. Bij gebruik van actieve ruisonderdrukking kun je nog altijd 30 uur luisteren. Verder laad je een lege accu in een kwartier weer deels op. De luistertijd bedraagt dan ongeveer 5 uur. De goudkleurige knop springt direct in het oog. Die ondersteunt diverse functies, zoals het aanpassen van het volume en het door elkaar husselen van nummers. Er is ook nog een kleinere zwarte knop. Switch daarmee tussen verschillende geluidsmodi of roep een stemassistent op. Deze over-ear-hoofdtelefoon heeft een opvouwbare constructie, waardoor je hem makkelijk meeneemt.