Tussen Delft, Leiden en Den Haag komt binnenkort een kwantuminternet te liggen. Gebruikmakend van de fundamentele eigenschappen van kwantummechanica biedt zo'n verbinding volmaakt veilige communicatie. Over vijf jaar moet de verbinding af zijn. Volgens de initiatiefnemers is een netwerk tussen steden een wereldprimeur.
Dit vertelde Ronald Hanson, leider van het kwantumlab van de TU Delft, gisteren op een symposium over kwantumverstrengeling van de Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen (KNAW). Het kwantuminternet is een eerste praktische toepassing van verstrengeling, een geheimzinnig fenomeen waarin deeltjes die ooit contact met elkaar hebben gehad, van elkaars bestaan en toestand 'weten', ongeacht de afstand tussen de deeltjes. Daarmee lijkt het of ze instantaan communiceren, maar dat is niet het geval.
Hanson toonde eind vorig jaar definitief het bestaan aan van verstrengeling. Het bewijzen van dit vreemde kantje van de kwantummechanica was jarenlang niet zonder een hoop kanttekeningen te doen, totdat Hanson en zijn team een experiment opbouwden dat zich over de hele campus van de TU Delft uitstrekte. Dankzij deze loophole-vrije Belltest weten onderzoekers nu zeker dat verstrengeling bestaat.
Met z'n tweeën
Los van het nut van die fundamentele kennis kan verstrengeling, in combinatie met een manier om een goede Belltest te doen, ook grote gevolgen hebben voor de maatschappij. Een manier om verstrengeling te maken en testen biedt namelijk ruimte aan een onfeilbare manier om veilig te communiceren. Deze kwantumcryptografie is gebaseerd op het feit dat verstrengelde deeltjes altijd maximaal met zijn tweeën zijn. Als er dus een sleutel om boodschappen te ontcijferen wordt gestuurd door middel van een verstrengeld deeltje, weet de ontvanger zeker dat hij de enige is die die informatie kan ontvangen: er is immers niemand anders die ook verstrengeld is met de afzender.
Kwantumcryptografie vereist nog veel onderzoek. Toch bestaan er nu al kastjes die kwantumversleuteling mogelijk maken. Het probleem is dat ze over maximaal 100 km werken. Om boodschappen verder te sturen, moet met behulp van kwantumteleportatie de verstrengelde staat van een deeltje worden overgedragen op een ander deeltje. Het klinkt allemaal als sciencefiction, maar kan binnen afzienbare tijd realiteit zijn, aldus Stephanie Wehner van de TU Delft, die op het symposium de werking van kwantumversleuteling uitlegde.
Amsterdam
Mede daarom werkt de TU Delft nu aan een kwantuminternet. De onderzoekers begonnen een jaar terug met een verkenning. 'Toen hadden we door dat het bewijs van verstrengeling eraan zat te komen. Dus keken we of er genoeg glasvezel ligt tussen verschillende steden en gingen we nadenken over hoe je zoiets moet opzetten', aldus Hanson. Inmiddels zijn de plannen min of meer concreet. 'Maar nog niet alles ligt vast. We zouden voor de langere afstand ook graag het Science Park Amsterdam ermee verbinden. Daar ligt bovendien de Amsterdam Internet Exchange in de buurt, wat weer andere mogelijkheden biedt.'
De vijf jaar lijken, gezien alle haken en ogen die nog aan kwantumcommunicatie zitten, optimistisch. 'Dat klopt, we zijn altijd optimistisch. Er zal vast een kink in de kabel komen. Maar dit is waar we op mikken.' Het is in ieder geval pionierswerk: 'Voor zover ik weet is dit nog nergens anders ter wereld geprobeerd. Dus we moeten alles zelf ontdekken'.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.