95e FD Column: Opkomst kwantumsensor vereist ingrijpen politiek

Deze column staat in Het Financieele Dagblad van 22 november 2021. Volg deze link voor mijn eerdere FD columns.

De inzet van kwantumsensoren bedreigt onze privacy en veiligheid. Dat vraagt om visie en handelen vanuit de politiek, schrijft advocaat en onderzoeker Axel Arnbak.

Illustratie: Hein de Kort voor Het Financieele Dagblad

Het zal niemand verbazen dat Albert Einstein ooit de Nobelprijs voor Natuurkunde in de wacht sleepte. Toch weten maar weinigen dat het Nobelcomité die ereprijs van 1921 niet zozeer toekende voor Einsteins relativiteitstheorie, maar ‘in het bijzonder voor zijn ontdekking van de wet van het foto-elektrische effect’ in 1905. De briljante natuurkundigen van die generatie slingerden de mensheid toen al het kwantumtijdperk in.

De laatste jaren zijn de interesse en de miljardeninvesteringen vanuit overheden en bedrijfsleven pas echt geëxplodeerd. Kwantumsensoren die door muren kunnen kijken zijn binnen handbereik. De kwantumcomputer die de rekenkracht van alle conventionele computers omverblaast, is de heilige graal, die alle bestaande versleuteling kan kraken, terwijl nieuwe kwantumcommunicatie staatsgeheimen juist onkraakbaar zou maken. Wie kwantum beheerst, kan de koers van de geopolitiek, de economie, onze samenlevingen en zelfs ons begrip van mens-zijn naar zijn hand zetten. Oftewel, kwantum is macht.

Droom van machthebber
Nu het kwantumtijdperk in een stroomversnelling lijkt te komen, rijst de urgente vraag hoe we deze omwenteling kunnen reguleren. Over deze hamvraag publiceren onderzoekers Chris Hoofnagle (UC Berkeley) en Simson Garfinkel (US Department of Homeland Security) binnenkort hun diepzinnige en belangwekkende boek Law and Policy for the Quantum Age. Zij laten zien dat beleidsmakers het kwantumtijdperk absoluut niet vanaf de zijlijn kunnen volgen. Als kwantumtechnologie de droom is van elke machthebber, zijn recht en beleid niet alleen noodzakelijk om die macht te faciliteren, maar ook om hem te controleren.

De computers die wij dagelijks gebruiken — in onze auto, in medische apparatuur of in ‘supercomputers’ als Summit van IBM — rekenen met behulp van transistors in bits, cijfers uitgedrukt in nullen óf enen. Kort gezegd omarmt kwantumtechnologie een aantal kernprincipes van de kwantumfysica die het in theorie mogelijk maken exponentieel sneller te rekenen, accurater te observeren en betrouwbaarder te communiceren.

‘Kwantumsensoren zijn onzichtbaar en kunnen door muren heen en op grote afstand observeren’

Zoals ‘superpositie’, het verschijnsel dat in een lichtdeeltje twee ‘eigenschappen’ tegelijkertijd ten opzichte van elkaar kunnen gelden; oftewel nul én één. In theorie zou superpositie een computer dus exponentieel kunnen versnellen. En ‘verstrengeling’, het bizarre verschijnsel dat twee kleine deeltjes die elkaar ooit zijn tegengekomen, voor altijd een relatie tot elkaar behouden en allebei veranderen als één van de twee wordt gemeten, hoe ver zij ook van elkaar zijn verwijderd. Met behulp van verstrengeling zou je via een glasvezelkabel encryptiesleutels veilig en eenmalig kunnen uitwisselen over een grote afstand, zonder pottenkijkers. Recent zou een Chinese onderzoeksgroep deze abacadabra over een afstand van 200 kilometer voor elkaar hebben gekregen.

Met hun boek leveren de Hoofnagle en Garfinkel een uitzonderlijke prestatie door de materie toegankelijk te maken, een realistische blik te bieden op wat wel (en wat niet) komen gaat. Daarbij identificeren zij precies op het goede moment de beleidsvragen waarover de politiek en samenleving nu moeten gaan nadenken.

In de media en de politiek staan de mogelijkheden van de kwantumcomputer meestal centraal. Maar zelfs als de wetenschap een serie onwaarschijnlijke theoretische doorbraken aan elkaar knoopt, betogen de auteurs dat er praktische bezwaren kleven aan het gebruik van kwantumcomputers: zij functioneren slechts in een zeer controleerde omgeving in het lab en hun oplossingsvermogen is beperkt tot vooraf bedachte wiskundige puzzels. Omdat er nog lang geen ecosysteem voor kwantumsoftware kan ontstaan, duurt het decennia voordat een kwantumcomputer in de buurt komt het scala aan toepassingen van een normale pc. Zoals voor kunstmatige intelligentie in de jaren ‘70 tot ‘90 gold, voorspellen Hoofnagle en Garfinkel daarom een ‘kwantumwinter’ aan private investeringen.

Kwantumsensoren, daarentegen, maken stormachtige ontwikkelingen door en blijven de komende tien jaar de ‘killer app’: zij zijn onzichtbaar, werken in tegenstelling tot GPS altijd ondergronds en onder water, en kunnen met behulp van verstrengeling door muren heen en op grote afstand observeren. Het boek waarschuwt meteen voor de gevaren van deze sensoren voor privacy en cybersecurity.

Verankering in wetten
Interessant genoeg pleiten de Amerikaanse onderzoekers voor een Europees model van mensenrechten: in tegenstelling tot in de Verenigde Staten, moeten overheden in Europa de inzet van zulke technieken voorafgaand in publieke wetgeving verankeren. Denk aan het stevige maatschappelijke debat en het referendum over de machtsmiddelen van de inlichtingendiensten in Nederland in de ‘sleepwet’. Zo ontstaat in Europa het noodzakelijke politieke gesprek over wanneer de inzet van kwantumsensoren wenselijk is op het slagveld, bij spionage en voor de politie. In de VS ontbreekt het daaraan, net zoals de controversiële inzet van gezichtsherkenning met behulp van kunstmatige intelligentie in de VS allang doorgang vindt, maar in Europa vanwege zorgen voor privacy, discriminatie en kinderziekten in de technologie nog in de ijskast is gezet.

De auteurs brengen ook nog de geopolitieke ambities en onderzoeksagenda’s van de Europese Unie, China en de VS in kaart, en reflecteren op intellectuele eigendom, immigratiebeleid, sanctiewetgeving en de toekomst van werk in een kwantumwereld.

Behalve de €615 mln die ineens vrijkwam uit het Nationaal Groeifonds voor onderzoeksdoeleinden, bleef het sinds corona en de val van het kabinet in Den Haag stil over kwamtum. Waar sommige kwantumfantasieën misschien nooit of pas over decennia dagelijkse werkelijkheid worden, kloppen kwantumsensoren al op de deur. Je hoeft geen Einstein te zijn om in te zien dat gedegen beleid van existentieel belang is.