'Kwantumcomputing heeft juridisch kader nodig'

De ontwikkelingen in kwantumcomputers gaan hard. Hoe kunnen we ons voorbereiden op de gevolgen van deze nieuwe technologie? Joran van Apeldoorn en Ot van Daalen pleiten in AG Connect voor een Europees juridisch kader rondom kwantumcomputing.

Publication date: 13-02-2020

De ontwikkelingen in kwantumcomputers gaan hard. Zo claimde Google een paar maanden terug zelfs “quantum supremacy”. Maar wat kan een kwantum computer eigenlijk, moeten we ons zorgen gaan maken, en hoe kunnen we ons voorbereiden op de gevolgen van deze nieuwe technologie? Joran van Apeldoorn en Ot van Daalen pleiten in AG Connect voor een Europees juridisch kader rondom kwantumcomputing.

door Joran van Apeldoorn en Ot van Daalen,
AGConnect januari/februari 2020

Veel kan straks, maar niet alles mag

Doordat kwantumcomputers op een totaal nieuwe manier werken maken ze het op termijn mogelijk om problemen op te lossen die we nooit met een klassieke computer zouden kunnen oplossen. Het is dan ook niet gek dat er veel wordt geïnvesteerd in de ontwikkeling van dit soort computers en de bijbehorende software. De Nederlandse overheid heeft via NWO miljoenen aan subsidie verstrekt voor onderzoek door CWI, de Universiteit van Amsterdam, de Universiteit Leiden en de TU Delft. Maar dat soort bedragen vallen in het niet bij de investeringen van de grote tech-bedrijven, naast Google bijvoorbeeld ook Microsoft en IBM , en investeringen door andere overheden, zoals de Amerikaanse en de Chinese overheid.

Dat roept belangrijke vragen op. De computerkracht die wordt ontsloten met kwantum computing is ingrijpend. Een bedrijf met een kwantum computer kan mogelijk in een enorm tempo nieuwe medicijnen ontwikkelen en octrooieren, vele ordes van grootte sneller dan tot nu toe mogelijk is. Het oplossen van logistieke vragen kan een enorm voordeel geven in een wereld waar marges onder druk staan. En een overheid die cryptografie kan breken, krijgt toegang tot communicatie die mensen in vertrouwen met elkaar hebben verstuurd.

Tegelijkertijd zijn de R&D-kosten van kwantum computers astronomisch hoog en is de markt daardoor erg geconcentreerd. Je kunt je afvragen of het wenselijk is dat die macht in handen van een klein groepje bedrijven komt, bedrijven die bovendien grotendeels Amerikaans zijn.

Door die marktconcentratie zullen anderen dan de eigenaars kwantum computers alleen kunnen gebruiken via een vorm van cloud computing. Je ziet nu al dat bedrijven als IBM daarmee experimenteren.

Intellectueel eigendom

Maar is het wenselijk dat die eigenaars van kwantum computers zelf de voorwaarden bepalen waaronder je hun computers mag gebruiken? Je kan je zomaar voorstellen dat een bedrijf bepaalt dat hij het intellectueel eigendomsrecht krijgt op producten die met zijn computers worden gemaakt. Of dat de eigenaar van een kwantum computer de algoritmes die anderen op zijn computer invoeren, ook voor eigen gebruik overneemt.

En andersom: mag je als gebruiker op zo’n computer alle berekeningen maken die je kunt bedenken, of zijn sommige berekeningen verboden? Iraanse wetenschappers mogen vast niet de computer van Google gebruiken om atoomfysica te simuleren. Maar hoe zit het met Nederland: zouden Nederlandse wetenschappers dat dan wel mogen? En wanneer mag je een kwantum computer gebruiken om cryptografische protocollen te breken?

Juridisch kader

Het zijn belangrijke vragen die nog maar beperkt op de agenda van beleidsmakers staan. Het is daarom goed om als Europa een nieuw juridisch kader rond kwantum computing te ontwikkelen. Daarbij kunnen we putten uit al bestaande kaders. Zo kennen we uit het telecommunicatierecht regels die bedrijven verplichten om hun netwerk ter beschikking te stellen aan anderen - relevant voor de vraag onder welke voorwaarden kwantum computing moet worden aangeboden. Er zijn regels die bepalen hoe ver de verantwoordelijkheid van aanbieders van cloud computing eigenlijk reikt. Dat is relevant voor de vraag in hoeverre aanbieders van kwantum computers aansprakelijk zijn voor wat er op hun computers gebeurt. Er zijn regels voor het exporteren van zogenaamde. dual usetechnologie, technologie die voor wenselijke en onwenselijke toepassingen kan worden gebruikt. Dat is relevant voor de vraag of je je diensten ook over de grens mag aanbieden. En we hebben regels over hoe overheden om mogen gaan met de toegang tot privégegevens van burgers. Dat is relevant voor de vraag of de overheid überhaupt veelgebruikte versleuteling mág kraken.

Het is wel de vraag of dat oude regelgevende kader genoeg zal zijn.
De regulering van klassieke computers en het klassieke internet is niet bepaald een succesverhaal. Privégegevens komen dagelijks op straat te liggen. Grote internetplatformen blijken gekaapt te kunnen worden om verkiezingen te beïnvloeden. De grote tech-bedrijven blijken hun dominante positie geregeld te misbruiken. Bovendien worden kwantum computers, in tegenstelling tot klassieke computers en het internet in hun beginjaren, vanaf dag één al vooral door de grote tech-bedrijven ontwikkeld.

Gelukkig zijn we nog op tijd: we weten niet precies hoe de technologie zich zal ontwikkelen, maar in het komende decennium zal kwantum computing waarschijnlijk doorgroeien tot een volwassen technologie. Voordat dat gebeurt is er behoefte aan een Europese visie op kwantum computing, een vorm van kwantum computing waarbij de maatschappij centraal staat: open kwantum computing. Laten we daarmee beginnen. Dan kan het juridisch kader daaruit volgen.

 

KADER: MOGELIJKHEDEN KWANTUMCOMPUTERS

Een moderne laptop verschilt behoorlijk van een mens die berekeningen uitvoert met pen en papier, maar ze hebben een belangrijk ding gemeen. De basisstappen die je kan uitvoeren met pen en papier zijn precies hetzelfde als die van een moderne laptop: optellen, aftrekken, delen, etc. Beide processen volgen de wetten van de klassieke fysica, die al door Newton zijn beschreven - een laptop werkt alleen een stuk sneller.
In de 20e eeuw is die klassieke fysica aangevuld met een nieuw soort begrip van de werkelijkheid. Op de schaal van atomen en elementaire deeltjes gelden de wetten van de kwantumfysica. Die zijn heel anders.
Zo kunnen deeltjes zich in een superpositie, een veelheid van toestanden bevinden. Een deeltje wordt willekeurig een van deze toestanden nadat er interactie met onze klassieke wereld heeft plaatsgevonden via een meting. In tegenstelling tot bijvoorbeeld het gooien van een dobbelsteen, waar er wel meerdere mogelijke uitkomsten zijn maar uiteindelijk maar één uitkomst zich verwezenlijkt, is een kwantumdeeltje echt in meerdere toestanden tegelijk en kunnen deze toestanden ook met elkaar interfereren.
Een kwantumcomputer is gebaseerd op die eigenaardige eigenschappen van deeltjes op kwantumniveau. Hij kan alles wat een klassieke computer ook kan, maar kan daarnaast nieuwe, kwantumgebaseerde technieken gebruiken. Zo’n computer is dus niet simpelweg een snellere versie van een normale computer, en ook niet een manier om veel tegelijk te berekenen - het is een compleet nieuwe soort computer, die compleet andere dingen kan.
Dat bewees Google onlangs met haar quantum-supremacy-experiment. Zij heeft een onlangs een kwantumcomputer gebouwd die bestaat uit 54 kwantumbits (ook wel qubits), waarmee ze iets kon berekenen dat zelf de grootste klassieke supercomputer niet kan. (Het was een nutteloze berekening, maar toch.)
Kwantumcomputers met tientallen qubits kunnen nog niet zoveel, maar dat wordt anders als het lukt om machines met honderden qubits te bouwen. Dan kan je bijvoorbeeld processen uit de natuurkunde en scheikunde simuleren die met klassieke computers niet gesimuleerd kunnen worden, en zo mogelijk betere kunstmest, nieuwe medicatie, of efficiëntere supergeleiders ontwikkelen. Grotere kwantumcomputers kunnen mogelijk gebruikt worden om logistieke problemen op te lossen en modellen door te rekenen die te ingewikkeld zijn voor klassieke computers. En met enkele miljoenen qubits kunnen kwantumcomputers zelfs ook gebruikt worden om veel van de tegenwoordig gebruikte cryptografische beveiligingen te breken.

 

AUTEURS


  • OT VAN DAALEN schrijft een proefschrift over kwantumtechnologie en cryptografie bij het Instituut voor Informatierecht (IViR) en is advocaat.
     

  • JORAN VAN APELDOORN heeft net een proefschrift afgerond over kwantumalgoritmes bij het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) en wordt binnenkort postdoc bij het Instituut voor Informatierecht (IViR). 

 

BRONVERMELDING