Op 1 oktober gaat het Europese onderzoeksproject Quantum Computer Science (QCS) van start, waarin een Europees consortium zich zal richten op onderzoek naar toepassingen van kwantummechanische informatica. Het consortium staat onder leiding van Andris Ambainis van de universiteit van Riga (Letland) en bestaat uit acht Europese onderzoeksinstituten* waaronder het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI).Een belangrijke doelstelling van het project is de ontwikkeling van nieuwe kwantumalgoritmes en andere toepassingen. Het CWI treedt op als coördinator van een van de onderzoeksprogramma’s.
Onderzoek op het gebied van kwantum informatica wordt gedomineerd door twee belangrijke vragen: Wat kan een kwantumcomputer, en zijn we in staat een kwantumcomputer te bouwen. Informatici en wiskundigen doen onderzoek naar nieuwe toepassingen en buigen zich in het bijzonder over de vraag welke specifieke taken een kwantumcomputer beter kan uitvoeren dan een gewone computer. Het bouwen van een werkbare kwantumcomputer is nog ver weg, maar onderzoek naar nieuwe toepassingsgebieden is een belangrijke motivatie voor verdere ontwikkeling hiervan. Belangrijke al bekende toepassingen van kwantum computers zijn het kraken van veelgebruikte beveiligingssystemen zoals RSA en het snel doorzoeken van grote databases.
Het QCS-onderzoeksproject bestaat uit drie programma’s: onderzoek naar de ontwikkeling van nieuwe efficiënte kwantumalgoritmes, naar kwantum communicatie en naar toepassingen van ideeën uit de kwantum informatica op de klassieke informatica (en andersom). Het onderzoek is theoretisch van aard, maar potentieel interessant voor toepassingen in bijvoorbeeld
de cryptografie.
Ronald de Wolf (CWI) coördineert het programma dat onderzoek verricht naar toepassingen van de kwantum informatica op de klassieke informatica. Een voorbeeld hiervan is het analyseren van bepaalde `error correcting codes’. Zulke codes, die uit de klassieke informatica komen, corrigeren
automatisch fouten in gegevens die worden opgeslagen in systemen en apparaten die we dagelijks gebruiken (zoals telefoon en PC). Aan de hand van ideeën uit de kwantum informatica zijn nieuwe beperkingen van zulke codes aangetoond.
De onderzoeksgroep Algorithms and Complexity van het CWI, die onder leiding staat van Harry Buhrman, heeft op alle onderdelen van het project al belangrijke bijdragen geleverd en is wereldwijd een van de toonaangevende groepen op het gebied van kwantum informatica. Zo liet Buhrman bijvoorbeeld zien dat met kwantum communicatie sommige computationele problemen tussen gedistribueerde partijen veel efficiënter kunnen worden opgelost dan met klassieke communicatie.
*Latvijas Universitate, University of Bristol, Université Paris-Sud X1, Centrum Wiskunde & informatica, Tel Aviv University, Universit’e Libre de Bruxelles, Institut de Ciencies Fotoniques, Cambridge University (UK).
