Kwantumcomputers: naast AI de meest baanbrekende technologie van onze tijd
Marktwatchers fluisteren al jaren dat kwantumcomputers wel eens ‘the next big thing’ voor beleggers zouden kunnen worden. Dankzij hun duizelingwekkende rekenkracht wordt kwantumtechnologie gezien als een mogelijke sleutel tot het oplossen van de grote wetenschappelijke en maatschappelijke uitdagingen, gaande van groene chemie tot nieuwe medicijnontwikkeling. Sinds de doorbraak van Willow, de kwantumchip van Google-moeder Alphabet, zijn kwantumgerelateerde aandelen opnieuw een onderwerp van gesprek. Maar waar kan ik als belegger mijn aandacht best op richten?
Een kwantumcomputer heeft het potentieel om hele industrieën op hun kop te zetten. De vraag is niet zozeer of, maar eerder wanneer.
Joris Franck, portfolio manager KBC Asset Management
“Een klassieke computer verwerkt informatie stap voor stap via zogenoemde bits, die data opslaan als een 0 of als een 1”, zegt Joris Franck, portfolio manager en technologie-expert bij KBC Asset Management. “Kwantumcomputers vertrekken vanuit de principes van de kwantumfysica en werken met wat we noemen kwantumbits of qubits. Anders dan bij een bit, bezit een qubit de eigenschap dat hij tegelijkertijd een 0 én een 1 kan zijn. Dat wordt in het vakjargon ook wel eens een ‘superpositie’ genoemd. Je kan qubits bovendien ook met elkaar verbinden, zodat de toestand van de ene qubit afhangt van de toestand van de andere, ongeacht de afstand tussen beiden. Dat noemen we ‘verstrengeling’. Op die manier kan zo’n computer exponentieel meer data verwerken en gigantisch veel berekeningen – ook complexe – tegelijkertijd uitvoeren.”
De metafoor van het doolhof duikt al eens op om de kracht achter kwamtumcomputers te duiden. “Als je aan een klassieke computer de taak geeft om de weg uit een doolhof te vinden, dan zal die één voor één de mogelijke opties afgaan”, verduidelijkt Franck. “Met een beetje geluk gaat dat snel, maar het zou ook kunnen dat die klassieke computer daar bijzonder lang over doet. Een kwantumcomputer heeft het grote voordeel dat het alle wegen tegelijkertijd kan uittesten. Dat stelt een kwantumcomputer in staat om complexe problemen aan te pakken die vandaag zelfs met de krachtigste supercomputer niet op te lossen zijn.”
Een brug naar de toekomst
Kwantumcomputing opent deuren die tot nu toe gesloten bleven, zoals bijvoorbeeld:
- De verdere ontwikkeling van artificiële intelligentie (AI)
De ongeëvenaarde rekenkracht kan bestaande machine learning-algoritmen verbeteren en een nog efficiëntere gegevensverwerking mogelijk maken. Met een AI-training die vele malen sneller kan, versnelt ook de ontwikkeling van nieuwe toepassingen.
Wanneer we AI en kwantumcomputing op een creatieve manier weten te combineren, kunnen historische innovaties zich heel snel ontwikkelen. Een fusie tussen beiden maakt de mogelijkheden bijna onbeperkt.
Joris Franck, portfolio manager KBC Asset Management
- De ontdekking van nieuwe materialen en medicijnen
Kwantumcomputing kan moleculaire structuren en chemische reacties met hoge precisie simuleren. “Denk aan een kwantumcomputer als een gigantisch chemisch labo”, verduidelijkt Franck, “waarbij je, in plaats van stoffen in een echt labo te mengen en te zien wat er gebeurt, alles tegelijkertijd kan simuleren.” Op die manier kan het klinisch onderzoek naar materialen of medicijnen, wat vandaag erg tijdrovend en bovendien ook erg duur is, veel efficiënter verlopen. “De eerste echt praktische toepassingen zien we daarom misschien wel in de farmasector of de chemische industrie opduiken”, vult Franck aan. “Denk aan genome sequencing, waarbij farmabedrijven op termijn, dankzij kwantumcomputers, medicijnen op basis van je genetisch profiel ontwikkelen. Of aan een oplossing voor het eiwitvouwprobleem, met enorme kansen voor ziektes zoals Alzheimer of Parkinson.
- Het optimaliseren van middelen en processen
Denk hier aan logistiek, financieel en supply management. “Een kwantumcomputer kan een rol spelen in het monitoren van verkeer”, stelt Franck als voorbeeld.
Kwantumcomputers kunnen traditionele versleutelingsmethoden, cruciaal voor het handhaven van databeveiliging, doorbreken. De race in het ontwikkelen van kwantumcomputing loopt dan ook parellel met het ontwikkelen van een nieuwe, kwantumresistente, beveiliging van gegevens.
Joris Franck, portfolio manager KBC Asset Management
- De nood aan – en de ontwikkeling van – kwantumresistente cryptografische technieken
Ons digitale leven, van persoonlijke communicatie over online shoppen en bankieren, wordt vandaag versleuteld – en dus beveiligd - via wiskundige codes. “Numerieke encryptie beveiligt zowel je aankoop op een Amazon of Bol.com als het berichtje dat je via WhatsApp verstuurt”, legt Franck uit. “Zelfs de snelste supercomputer zou er oneindig lang over doen om die numerieke codes te kraken. Maar wanneer een kwantumcomputer zo’n berekening in een fractie van een seconde kan oplossen, dan staat meteen de veiligheid van het hele internet op het spel. De vrees dat kwantumcomputers de beveiligingscodes van bitcoins en andere virtuele munten zullen kunnen kraken, is terecht. Logisch dat dat alles zorgen baart. Dus start nu meteen ook al de zoektocht naar hoe we ons daartegen kunnen wapenen.”
De race naar suprematie
Overheden investeren zwaar in kwantumcomputing, al was het maar vanwege dit decoderingsrisico. “Niemand wil dat de communicatie voor het leger of de nationale inlichtingendiensten niet langer kan worden beschermd”, zegt Franck.
De ontwikkeling van kwantumcomputers is een race met een hoge inzet. Landen als China en Amerika, maar ook verschillende Europese landen, begrijpen dat er heel wat op het spel staat en pompen fors geld in onderzoeksprogramma’s. Grote techbedrijven investeren tegen mekaar op in de race naar kwantumsuprematie.
Joris Franck, portfolio manager KBC Asset Management
China staat op kop met meer dan 15 miljard USD aan overheidsfinanciering, wat de ambitie van China onderstreept om de wereldwijde race op het gebied van kwantumtechnologie te leiden, met ingrijpende gevolgen voor de nationale veiligheid, cyberbeveiliging en de wereldeconomie.
Ook Amerikaanse techbedrijven als Google, Amazon en IBM investeren fors in Research & Development. Kwantumcomputing is een technologie "waarbij de inzet potentieel het grootst is voor de Amerikaanse economische en nationale veiligheid", aldus het National Counterintelligence and Security Centre (NCSC).
En hoewel Europa gefragmenteerd is in zijn inspanningen, dragen ook daar meerdere landen miljarden bij aan de zaak.
We zijn er nog niet. En er bestaat nog veel onzekerheid rond kwantumcomputers, maar iedereen weet: wie het eerst met een echt nuttige en nauwkeurig werkende computer naar buiten komt, kan uitpakken met een enorm economisch en zelfs militair voordeel.
Joris Franck, portfolio manager KBC Asset Management
De fase van fundamenteel onderzoek
Ondanks het potentieel ervan bevindt kwantumcomputing zich nog in de beginfase en wordt het geconfronteerd met verschillende uitdagingen voordat het op grote schaal kan worden toegepast.
- Qubits zijn extreem gevoelig voor omgevingsverstoringen, wat foutcorrectie noodzakelijk maakt
“De kleinste temperatuurveranderingen of de minste vibratie kan de kwantumcomputer ontregelen”, legt Franck uit. “Elke relatief kleine chip van een kwantumcomputer zit dan ook in een gigantisch grote container, noem het een vriezer, met extreem lage temperaturen – rond het absolute nulpunt, zijnde zo’n 273 graden onder nul – waarin alle elektronica beschut zit.” Onderzoekers werken actief aan de ontwikkeling van meer stabiele qubits en technieken om fouten te corrigeren.
“Willow, de nieuwe kwantumchip van Alphabet, is er voor het eerst in geslaagd om het foutenpercentage exponentieel te laten afnemen”, beklemtoont Franck. De kans dat er een fout optreedt, is nu één op duizend. Nog steeds veel te veel voor een volwaardige kwantumcomputer, die met een groot aantal qubits vele miljarden aan berekeningen tegelijkertijd moet kunnen doen, maar het is wel een veelbelovende doorbraak. Alphabet kwam in 2019 al met de kwantumchip Sycamore. Wat Willow kan, ten opzichte van Sycamore, toont het verbluffende tempo waarmee de technologie evolueert.”
Het opschalen van het aantal qubits, met behoud van hun samenhang en het minimaliseren van fouten, is en blijft een grote uitdaging voor kwantumcomputing.
Joris Franck, portfolio manager KBC Asset Management
- De integratie met klassieke systemen
Kwantumcomputers moeten naast klassieke computers werken in een hybride computeromgeving. Zorgen voor een naadloze integratie en efficiënte communicatie tussen de twee systemen is cruciaal.
- Kosten en toegankelijkheid
De hoge kosten van het ontwikkelen en onderhouden van kwantumcomputers vormen voor veel organisaties een toetredingsdrempel. Het toegankelijker en betaalbaarder maken van kwantumcomputing zal de sleutel zijn tot de wijdverbreide acceptatie ervan.
Als belegger: één teen in het water en het hoofd koel
Hoewel het nog in zijn kinderschoenen staat, maken lopend onderzoek en investeringen de weg vrij voor een toekomst waarin het volledig potentieel van kwantumcomputers gerealiseerd kan worden.
“Willow zorgde ervoor dat een mogelijke doorbraak van de kwantumcomputing-markt dichterbij komt. Maar we mogen niet vergeten dat we nog steeds in een beginfase zitten. Een fase van experimentele ontwikkeling. Het is moeilijk in te schatten welk bedrijf welke rol zal spelen”, waarschuwt Franck. “Er zijn nog geen brede commerciële toepassingen die op afzienbare termijn winst zullen opleveren, maar voor beleggers met een hogere risicotolerantie is het wel een interessante case om in het oog te houden.” Het hoofd koel houden dus, maar wel al met één teen het water in…
Kwantumcomputing klinkt misschien nog als science fiction, maar we kijken aan tegen – weeral – een technologische revolutie. Net zoals bij AI. We zitten nog maar aan een fractie van wat mogelijk is. Eens de technologie doorbreekt, zal de impact op onze samenleving groot zijn.
Joris Franck, portfolio manager KBC Asset Management
“Wie behoorlijk wat risico durft te nemen, kan altijd een uiterst speculatieve investering doen in een kwantum start-up, maar wie de risico’s – die er sowieso zijn – een beetje wil temperen, kan ook kiezen voor de grote, gevestigde technologiereuzen”, beklemtoont Franck. “Alphabet heeft een bewezen trackrecord in het ontwikkelen en commercieel uitbuiten van nieuwe technologieën, maar het is lang niet het enige bedrijf dat met kwantumtechnologie bezig is. Microsoft en Amazon bieden kwantumdiensten aan op hun cloudplatforms: Quantum Computing as a Service (QCaaS), waardoor gebruikers toegang krijgen tot kwantumprocessors, ontwikkelingstools en simulatoren om zo kwantumalgoritmen te kunnen bouwen en testen in een cloudomgeving. En ook andere grote spelers als Nvidia, Intel of IBM zijn ermee bezig. Belangrijk voor beleggers: bij de grote tech-reuzen staat alles rond kwantumcomputing - op dit moment - in voor een verwaarloosbaar deel van hun omzet. Maar hun diepe zakken garanderen wel de nodige investeringscapaciteit.”
Hebt u hierover vragen?
Contacteer uw private banker of wealth manager.
Dit nieuwsbericht mag niet worden beschouwd als een beleggingsaanbeveling of advies.