1
00:00:00,917 --> 00:00:02,408
Laten we een spelletje spelen.

2
00:00:02,825 --> 00:00:05,701
Stel je voor dat je in Las Vegas

3
00:00:05,725 --> 00:00:07,076
in een casino bent

4
00:00:07,100 --> 00:00:11,116
en je besluit om een spelletje te spelen
op een van de computers van het casino,

5
00:00:11,140 --> 00:00:13,726
zoals je ook solitaire of schaken 
zou kunnen spelen.

6
00:00:14,400 --> 00:00:17,900
De computer kan zetten doen in het spel,
net zoals de menselijke speler.

7
00:00:18,438 --> 00:00:20,138
Dit is een 'kop of munt'-spel.

8
00:00:20,732 --> 00:00:23,787
Het begint met een munt 
die 'kop' laat zien

9
00:00:23,811 --> 00:00:25,612
en de computer speelt eerst.

10
00:00:25,636 --> 00:00:28,492
Hij kiest om de munt te draaien of niet,

11
00:00:28,516 --> 00:00:30,325
maar jij ziet het resultaat niet.

12
00:00:31,144 --> 00:00:32,365
Daarna is het jouw beurt.

13
00:00:32,862 --> 00:00:35,704
Jij kunt ook kiezen
de munt te draaien of niet

14
00:00:35,728 --> 00:00:39,188
en jouw zet zal niet zichtbaar zijn 
voor je tegenspeler, de computer.

15
00:00:39,737 --> 00:00:43,736
Uiteindelijk speelt de computer opnieuw
en hij kan de munt draaien of niet,

16
00:00:43,760 --> 00:00:46,451
en na deze drie ronden

17
00:00:46,475 --> 00:00:48,404
wordt het resultaat getoond,

18
00:00:48,428 --> 00:00:51,236
en als het 'kop' is, wint de computer,

19
00:00:51,260 --> 00:00:52,975
en als het 'munt' is, win jij.

20
00:00:54,210 --> 00:00:55,923
Het is dus een tamelijk simpel spel,

21
00:00:55,947 --> 00:00:59,340
en als iedereen eerlijk speelt
en de munt eerlijk is,

22
00:00:59,364 --> 00:01:03,126
dan heb je vijftig procent kans
om dit spel te winnen.

23
00:01:03,150 --> 00:01:05,424
En om dat te bevestigen,

24
00:01:05,448 --> 00:01:08,583
vroeg ik mijn studenten om dit spel 
op onze computers te spelen,

25
00:01:08,607 --> 00:01:10,591
en na vele, vele pogingen,

26
00:01:10,615 --> 00:01:14,655
eindigde hun winstpercentage
op vijftig procent, of daar dichtbij,

27
00:01:14,679 --> 00:01:16,330
zoals verwacht.

28
00:01:16,354 --> 00:01:18,390
Klinkt als een saai spelletje, nietwaar?

29
00:01:18,414 --> 00:01:21,631
Maar wat als je dit spelletje
tegen een kwantumcomputer zou spelen?

30
00:01:22,665 --> 00:01:25,745
In Las Vegas hebben ze
geen kwantumcomputers,

31
00:01:25,769 --> 00:01:27,510
voor zover ik weet,

32
00:01:27,534 --> 00:01:30,970
maar IBM heeft een werkende 
kwantumcomputer gebouwd.

33
00:01:30,994 --> 00:01:32,191
Dit is hem.

34
00:01:32,605 --> 00:01:34,189
Maar wat is een kwantumcomputer?

35
00:01:34,534 --> 00:01:37,343
Kwantumfysica beschrijft

36
00:01:37,367 --> 00:01:41,137
het gedrag van atomen 
en fundamentele deeltjes,

37
00:01:41,161 --> 00:01:43,644
zoals elektronen en fotonen.

38
00:01:43,668 --> 00:01:45,392
Een kwantumcomputer werkt

39
00:01:45,416 --> 00:01:48,023
door het besturen van het gedrag
van deze deeltjes,

40
00:01:48,047 --> 00:01:51,713
maar op een manier die totaal anders is
dan bij gewone computers.

41
00:01:52,279 --> 00:01:56,175
Een kwantumcomputer is dus 
niet zomaar een veel krachtiger versie

42
00:01:56,199 --> 00:01:58,304
van onze huidige computers,

43
00:01:58,328 --> 00:02:02,335
zoals een gloeilamp
niet een veel krachtiger kaars is.

44
00:02:02,359 --> 00:02:06,478
Je kunt geen gloeilamp maken
door steeds betere kaarsen te maken.

45
00:02:07,048 --> 00:02:09,263
Een gloeilamp is een andere technologie,

46
00:02:09,287 --> 00:02:11,941
gebaseerd op diepere 
wetenschappelijke kennis.

47
00:02:11,965 --> 00:02:15,702
Zo is kwantumcomputer 
een nieuw soort apparaat,

48
00:02:15,726 --> 00:02:18,475
gebaseerd op kennis van de kwantumfysica.

49
00:02:18,499 --> 00:02:21,649
En net zoals de gloeilamp 
de samenleving veranderde,

50
00:02:21,673 --> 00:02:24,333
hebben ook kwantumcomputers
in potentie grote invloed

51
00:02:24,357 --> 00:02:26,234
op veel aspecten van ons leven,

52
00:02:26,258 --> 00:02:30,186
waaronder onze veiligheidsbehoefte,
gezondheidszorg en zelfs het internet.

53
00:02:30,837 --> 00:02:35,138
Bedrijven over de hele wereld
werken aan deze apparaten

54
00:02:35,162 --> 00:02:37,497
en om te snappen
waarom we zo opgewonden zijn,

55
00:02:37,521 --> 00:02:40,051
spelen we nu ons spelletje
op een kwantumcomputer.

56
00:02:40,862 --> 00:02:45,635
Nu kan ik van hieruit inloggen 
op IBM's kwantumcomputer,

57
00:02:45,659 --> 00:02:48,134
waardoor ik het spel 
op afstand kan spelen,

58
00:02:48,158 --> 00:02:49,378
en dat kunnen jullie ook.

59
00:02:50,151 --> 00:02:55,573
Om dit te doen, herinner je de email,
een tijdje geleden, van TED,

60
00:02:55,597 --> 00:02:59,322
die je vroeg of je de munt
wel of niet wilde omdraaien,

61
00:02:59,346 --> 00:03:01,041
als je het spelletje speelde.

62
00:03:01,065 --> 00:03:05,933
Eigenlijk vroegen we je te kiezen
tussen een cirkel of een vierkant.

63
00:03:05,957 --> 00:03:09,799
Dat wist je niet, maar je keuze
voor cirkel betekent 'draai de munt',

64
00:03:09,823 --> 00:03:12,630
en je keuze voor het vierkant
betekent 'draai de munt niet'.

65
00:03:12,723 --> 00:03:15,564
We kregen 372 antwoorden.

66
00:03:15,588 --> 00:03:16,778
Dank jullie wel.

67
00:03:16,802 --> 00:03:21,270
Dat betekent dat we 372 spelletjes 
kunnen spelen tegen de kwantumcomputer

68
00:03:21,294 --> 00:03:22,922
door jullie keuzes te gebruiken.

69
00:03:22,946 --> 00:03:25,191
En het spelletje gaat behoorlijk snel,

70
00:03:25,215 --> 00:03:27,422
ik kan je het resultaat meteen laten zien.

71
00:03:28,231 --> 00:03:30,537
Helaas, jullie deden het niet erg goed.

72
00:03:30,561 --> 00:03:32,634
(Gelach)

73
00:03:32,634 --> 00:03:35,690
De kwantumcomputer won bijna elk spel.

74
00:03:36,149 --> 00:03:39,871
Het verloor er een paar vanwege
operationele fouten in de computer.

75
00:03:39,905 --> 00:03:41,867
(Gelach)

76
00:03:41,891 --> 00:03:45,192
Hoe lukte het om zo'n geweldige 
winnende serie te scoren?

77
00:03:46,224 --> 00:03:48,717
Het lijkt magie of valsspelen,

78
00:03:48,741 --> 00:03:51,119
maar het is gewoon
kwantumfysica in actie.

79
00:03:51,780 --> 00:03:53,356
Het werkt zo.

80
00:03:53,380 --> 00:03:58,832
Een normale computer simuleert
kop of munt als een bit,

81
00:03:58,856 --> 00:04:00,511
een nul of een één,

82
00:04:00,535 --> 00:04:04,415
of een stroompje dat aan of uit gaat
in een computerchip.

83
00:04:04,439 --> 00:04:06,519
Een kwantumcomputer
doet dat totaal anders.

84
00:04:07,250 --> 00:04:11,763
Een kwantum-bit heeft een wat flexibelere,
niet-binaire identiteit.

85
00:04:12,511 --> 00:04:18,353
Het bestaat in een superpositie,
of een combinatie van nul en één,

86
00:04:18,377 --> 00:04:23,083
met een bepaalde kans op een nul
en een bepaalde kans op een één.

87
00:04:23,545 --> 00:04:26,076
Met andere woorden,
zijn identiteit is een spectrum.

88
00:04:26,790 --> 00:04:30,593
Het kan, bijvoorbeeld, zeventig procent
kans zijn om een nul te zijn

89
00:04:30,617 --> 00:04:32,953
en dertig procent om een één te zijn

90
00:04:32,977 --> 00:04:36,992
of 80-20 of 60-40.

91
00:04:37,016 --> 00:04:39,629
De mogelijkheden zijn eindeloos.

92
00:04:39,653 --> 00:04:41,019
De basisgedachte is

93
00:04:41,043 --> 00:04:45,263
dat we de precieze waarden 
nul en één moeten loslaten

94
00:04:45,287 --> 00:04:47,128
en onzekerheid moeten toelaten.

95
00:04:47,737 --> 00:04:49,388
Tijdens het spelletje

96
00:04:49,412 --> 00:04:54,159
creëert de kwantumcomputer
deze glijdende combinatie van kop en munt,

97
00:04:54,183 --> 00:04:55,334
nul en één,

98
00:04:55,358 --> 00:04:57,626
dus wat de speler ook doet,

99
00:04:57,650 --> 00:04:58,838
draaien of niet draaien,

100
00:04:58,862 --> 00:05:01,238
deze superpositie blijft intact.

101
00:05:01,830 --> 00:05:05,306
Het is zoiets als het roeren 
van een mix van twee vloeistoffen.

102
00:05:05,714 --> 00:05:10,099
Of je nu roert of niet,
de vloeistof blijft gemixt,

103
00:05:10,123 --> 00:05:12,544
maar in zijn laatste zet,

104
00:05:12,568 --> 00:05:16,508
kan de kwantumcomputer
de nul en één 'ontmixen',

105
00:05:16,532 --> 00:05:20,270
en zo perfect 'kop' eruit halen
zodat jij elke keer verliest.

106
00:05:20,294 --> 00:05:21,864
(Gelach)

107
00:05:22,267 --> 00:05:25,647
Als je dit een beetje raar vindt,
heb je groot gelijk.

108
00:05:26,608 --> 00:05:30,687
Gewone munten hebben
geen combinatie van kop en munt.

109
00:05:31,056 --> 00:05:35,260
Wij ervaren deze flexibele
kwantumrealiteit niet

110
00:05:35,284 --> 00:05:36,754
in ons dagelijks leven.

111
00:05:37,247 --> 00:05:39,501
Als je in verwarring bent over kwantum,

112
00:05:39,525 --> 00:05:41,431
geen zorgen, je gaat het begrijpen.

113
00:05:41,455 --> 00:05:44,619
(Gelach)

114
00:05:44,643 --> 00:05:48,899
Maar ook al kunnen we 
de vreemde kwantumwereld niet ervaren,

115
00:05:48,923 --> 00:05:52,081
we kunnen de reële effecten wel zien.

116
00:05:52,105 --> 00:05:53,959
Je hebt de resultaten zelf kunnen zien.

117
00:05:54,529 --> 00:05:55,990
De kwantumcomputer won,

118
00:05:56,014 --> 00:06:00,302
omdat hij gebruik maakte
van superpositie en onzekerheid,

119
00:06:00,826 --> 00:06:03,182
en deze kwantumeigenschappen zijn sterk,

120
00:06:03,206 --> 00:06:05,484
niet alleen om muntspelletjes te winnen,

121
00:06:05,508 --> 00:06:09,126
maar ook om er toekomstige
kwantumtechnologieën mee te maken.

122
00:06:09,150 --> 00:06:12,666
Laat me drie voorbeelden geven
van mogelijke toepassingen

123
00:06:12,690 --> 00:06:14,230
die ons leven kunnen veranderen.

124
00:06:15,147 --> 00:06:20,448
Allereerst, kwantumonzekerheid kun je 
gebruiken om geheime sleutels te maken

125
00:06:20,472 --> 00:06:24,262
om boodschappen te versleutelen
die we verzenden,

126
00:06:24,286 --> 00:06:29,415
zodat hackers de sleutel niet stiekem
perfect kunnen kopiëren,

127
00:06:29,439 --> 00:06:30,992
vanwege de kwantumonzekerheid.

128
00:06:31,809 --> 00:06:35,595
Ze zouden de natuurwetten
moeten overtreden

129
00:06:35,619 --> 00:06:36,888
om de sleutel te hacken.

130
00:06:37,531 --> 00:06:42,405
Deze manier van onbreekbare encryptie
wordt al getest door banken

131
00:06:42,429 --> 00:06:44,364
en andere instituten wereldwijd.

132
00:06:45,357 --> 00:06:50,806
Vandaag de dag gebruiken we wereldwijd 
meer dan 17 miljard gekoppelde apparaten.

133
00:06:51,619 --> 00:06:55,119
Stel je voor wat kwantumversleuteling 
in de toekomst kan betekenen.

134
00:06:56,171 --> 00:07:01,901
Ten tweede, kwantumcomputers kunnen
de zorg en geneeskunde transformeren.

135
00:07:02,427 --> 00:07:07,728
Bijvoorbeeld, het ontwerp en het onderzoek
naar moleculen voor geneesmiddelen

136
00:07:07,752 --> 00:07:10,147
is tegenwoordig een uitdagend probleem

137
00:07:10,171 --> 00:07:15,123
en dat is omdat de exacte 
beschrijving en berekeningen

138
00:07:15,147 --> 00:07:19,249
van alle kwantumeigenschappen
van alle atomen in een molecuul

139
00:07:19,273 --> 00:07:22,924
zelfs voor onze supercomputers 
een zeer moeilijke rekentaak is.

140
00:07:23,480 --> 00:07:25,686
Maar een kwantumcomputer kan dat beter,

141
00:07:25,710 --> 00:07:28,964
want die werkt dankzij
dezelfde kwantumeigenschappen

142
00:07:28,988 --> 00:07:31,540
als de moleculen die hij 
probeert te simuleren.

143
00:07:31,564 --> 00:07:36,341
Toekomstige, grootschalige
kwantumsimulaties voor geneesmiddelen

144
00:07:36,365 --> 00:07:39,651
kunnen mogelijk leiden tot behandelingen
voor ziekten zoals Alzheimer,

145
00:07:39,675 --> 00:07:41,817
met effect op duizenden levens.

146
00:07:42,355 --> 00:07:45,392
En ten derde, mijn favoriete
kwantumtoepassing

147
00:07:45,416 --> 00:07:50,075
is teleporteren van informatie 
van de ene naar de andere plaats

148
00:07:50,099 --> 00:07:53,141
zonder de informatie fysiek te verzenden.

149
00:07:53,847 --> 00:07:57,276
Dat klinkt als sciencefiction, 
maar het is mogelijk,

150
00:07:57,300 --> 00:08:01,019
want de flexibele eigenschappen
van de kwantumdeeltjes

151
00:08:01,043 --> 00:08:04,401
kunnen met elkaar verstrengeld raken 
dwars door ruimte en tijd,

152
00:08:04,425 --> 00:08:08,035
zodanig dat als je iets verandert
aan één deeltje,

153
00:08:08,059 --> 00:08:09,745
dat dan impact heeft op het andere,

154
00:08:09,745 --> 00:08:12,197
en dat creëert een 
kanaal voor teleportering.

155
00:08:13,039 --> 00:08:15,648
Dit is al gedemonstreerd 
in onderzoekslaboratoria

156
00:08:15,672 --> 00:08:18,593
en kan deel uitmaken 
van een toekomstig kwantuminternet.

157
00:08:19,219 --> 00:08:22,566
We hebben nu nog niet zo'n netwerk,

158
00:08:22,590 --> 00:08:25,494
maar mijn team werkt wel 
aan deze mogelijkheden

159
00:08:25,518 --> 00:08:29,367
door een kwantumnetwerk
op een kwantumcomputer te simuleren.

160
00:08:30,052 --> 00:08:34,050
We hebben interessante nieuwe protocollen
en ontwerpen geïmplementeerd,

161
00:08:34,074 --> 00:08:39,756
zoals teleportering tussen
verschillende gebruikers in het netwerk,

162
00:08:39,780 --> 00:08:42,002
efficiënte dataoverdracht

163
00:08:42,026 --> 00:08:43,629
en zelfs veilig stemmen.

164
00:08:44,502 --> 00:08:47,381
Een kwantumfysicus zoals ik
beleeft een hoop lol.

165
00:08:47,405 --> 00:08:48,898
Ik kan het echt aanraden.

166
00:08:48,922 --> 00:08:50,880
(Gelach)

167
00:08:50,904 --> 00:08:53,785
Wij zijn de ontdekkingsreizigers
in een kwantumwonderland.

168
00:08:53,809 --> 00:08:56,693
Wie weet wat voor toepassingen 
we hierna zullen ontdekken.

169
00:08:57,222 --> 00:09:00,047
We moeten voorzichtig
en verantwoordelijk voortschrijden

170
00:09:00,071 --> 00:09:02,197
terwijl we onze kwantumtoekomst uitbouwen.

171
00:09:02,809 --> 00:09:04,607
En voor mij persoonlijk

172
00:09:04,631 --> 00:09:10,100
zie ik kwantumfysica niet als een tool
om alleen kwantumcomputers te bouwen.

173
00:09:10,124 --> 00:09:15,258
Ik zie kwantumcomputers als een manier
om de mysteries van de natuur te ontdekken

174
00:09:15,282 --> 00:09:19,194
en om de verborgen wereld 
buiten onze ervaring te laten zien.

175
00:09:19,218 --> 00:09:21,320
Hoe verbazingwekkend is het
dat wij mensen,

176
00:09:21,344 --> 00:09:24,336
met onze relatief beperkte toegang
tot het universum,

177
00:09:24,360 --> 00:09:26,994
toch ver over onze horizon 
heen kunnen kijken

178
00:09:27,018 --> 00:09:29,738
door alleen onze verbeelding
en ons vernuft te gebruiken.

179
00:09:30,211 --> 00:09:32,528
En het universum beloont ons

180
00:09:32,552 --> 00:09:36,480
door te laten zien hoe ongelooflijk
interessant en verrassend het is.

181
00:09:37,171 --> 00:09:40,547
De toekomst is fundamenteel onzeker

182
00:09:40,571 --> 00:09:43,750
en voor mij is dat zeker opwindend.

183
00:09:44,344 --> 00:09:45,495
Dank jullie wel.

184
00:09:45,519 --> 00:09:49,006
(Applaus)