Technologiemonitor 2020 Quantumtechnologie

Roland Ortt, Faculteit Techniek, Bestuur en Management, TU Delft

Datum Een week geleden
Toekomstonderzoeker STT

Voorwoord

Patrick van der Duin, directeur STT

Er wordt wel gesteld dat we nu leven in het Antropoceen. De wereld om ons heen, en ook wijzelf, worden steeds meer bepaald door de mens zelf. Of dat een goede ontwikkeling is mag iedereen voor zichzelf bepalen. Het is wellicht een prettige gedachte dat als de wereld nu niet in ‘goede doen’ is, dat door onszelf komt en dat we daar dus ook zelf iets aan kunnen doen. 

Maar ik betwijfel of de term ‘Antropoceen’ de volledige werkelijkheid dekt. Ik introduceer hierbij graag de term ‘Technoloceen’. Leven wij immers niet in een wereld en in een maatschappij, die sterk technologisch geïnspireerd en bepaald zijn? Zijn snelle en impactvolle technologische ontwikkelingen niet de belangrijkste stuwende kracht geworden? En gaat het dus om de vraag hoe het antropoceen en het technoloceen zich tot elkaar verhouden, elkaar kunnen aanvullen en misschien stimuleren. En zijn technoloceen en antropoceen geen valse tegenstellingen? Techniek-filosoof Peter-Paul Verbeek (Universiteit Twente) stelt niet voor niets dat de mens en technologie niet los van elkaar kunnen worden gezien.

Een intrigerend voorbeeld van technoloceen is de ontwikkeling en verspreiding van quantumtechnologie, het onderwerp van deze studie. Quantumtechnologie is niet een technologie maar een verzameling technologieën, oftewel een ‘discipline’ zoals de auteur stelt. De stand van zaken van quantumtechnologie is dus niet enkelvoudig. Sommige delen van quantumtechnologie zijn al ver ontwikkeld, andere delen niet. Sommige toepassingen van quantum zijn al in de markt, andere toepassingen (nog) niet.

Hooggespannen verwachtingen

De keuze om de ontwikkeling en verspreiding van quantumtechnologie in kaart te brengen, was niet zo moeilijk. De verwachtingen zijn namelijk hooggespannen. Quantumtechnologie is namelijk een ‘General Purpose Technology', een technologie die elke sector of domein raakt, zoals elektriciteit of het internet. Ook zal quantumtechnologie grote maatschappelijke invloed hebben. Zo kunnen met quantumtechnologie communicatieverbindingen opgezet worden, die niet af te luisteren of af te tappen zijn.

'Stel je voor: een deeltje dat tegelijkertijd op twee plaatsen kan zijn ...'

De keuze werd ook vergemakkelijkt omdat de Technologiemonitor 2018 (over blockchain, autonome voertuigen, 3D-printen en ‘augmented reality’) van STT een groot succes was. Mede door de COVID-19-crisis bleek dat het analyseren van een gehele discipline lastiger en tijdrovender was dan verwacht. Maar het resultaat mag er zijn. Quantumtechnologie is namelijk niet eenvoudig. De onderliggende wetenschappelijke principes verdragen zich moeilijk met zowel bestaande wetenschappelijke inzichten als met onze menselijke intuïtie. Stel je voor: een deeltje dat tegelijkertijd op twee plaatsen kan zijn …. Maar juist daarom roept quantumtechnologie zoveel fascinatie op en is het goed mogelijk dat het maatschappelijk en economisch potentieel ervan daaraan parallel loopt.

Opnieuw heeft dr. Roland Ortt van de TU Delft (faculteit Techniek, Bestuur en Management) een heldere analyse gemaakt van de verschillende fasen (ontwikkeling, adaptatie, stabilisatie) van de technologieën, die samen quantumtechnologie vormen. Duidelijk wordt dat geen enkele organisatie het zich kan permitteren om quantumtechnologie links te laten liggen of stilletjes af te wachten. Een betere motivatie om dit rapport te gaan lezen kan ik niet geven.

dr. Patrick van der Duin, directeur Stichting Toekomstbeeld der Techniek

Inleiding

Dit rapport gaat over het patroon van ontwikkeling en verspreiding van een aantal quantumtechnologieën. Naast hun huidige positie wordt aangegeven welke factoren hun verdere ontwikkeling en verspreiding belemmeren of bevorderen. Dit rapport geeft dus antwoord op de vraag hoe ver verschillende quantumtechnologieën zijn in hun ontwikkeling, hoe de verspreiding precies verloopt en wat hun voortgang belemmert. Verder gaat het rapport in op de onderliggende principes en de werking van deze technologieën. Ook lees je over de toepassingen in de markt en de eventuele grootschalige productie en gebruik van producten en diensten, die gebaseerd zijn op quantumtechnologieën.

    Dit rapport richt zich dus op vier onderzoeksvragen:

    1. Wat zijn quantumtechnologieën?
    2. Wat is het patroon van ontwikkeling en verspreiding van de quantumtechnologieën en wat is hun huidige positie daarin?
    3. Wat zijn de factoren die verdere ontwikkeling of verspreiding hinderen of stimuleren?
    4. Wat zijn de verbanden of relaties tussen de technologieën?
    Technologische doorbraken hebben gevolgen voor veel maatschappelijke domeinen en beïnvloeden op langere termijn het dagelijks leven ... — Technologiemonitor 2020 Quantumtechnologie

    Impact van technologieverkenning

    Technologieverkenningen zijn van groot belang voor organisaties, zowel voor hightech als minder technologisch georiënteerde organisaties en voor zowel publieke als private organisaties. Hightech organisaties ontwikkelen zelf technologieën en gebruiken die vervolgens voor innovatieve producten en diensten. Hightech organisaties bepalen technologische ontwikkelingen of volgen die op de voet. Vaak hebben ze echter moeite om de maatschappelijke gevolgen en marktontwikkelingen van hun technologie in te schatten. 

    Voor andere organisaties zijn technologieverkenningen van belang omdat ze de gevolgen ondervinden van nieuwe technologieën en daarop hun bedrijfsprocessen moeten aanpassen. Technologische doorbraken hebben gevolgen voor veel maatschappelijke domeinen. Op de langere termijn zijn ze van invloed op het dagelijks leven van burgers, op de wensen van klanten en de processen van vrijwel alle publieke en private organisaties. Quantumtechnologie zal hoogstwaarschijnlijk een dergelijk diepgaand effect hebben op onze maatschappij. 

    Leeswijzer

    In hoofdstuk twee lees je wat quantumtechnologieën zijn en welke toepassingen er zijn. In het derde hoofdstuk wordt de Technologiemonitor toegepast op een aantal quantumtechnologieën. Zowel de patronen van ontwikkeling en verspreiding als de belemmerende factoren worden op een rij gezet. Hoofdstuk vier kijkt naar verbanden tussen de patronen. In het vijfde en laatste hoofdstuk, de conclusies, vind je de antwoorden op de onderzoeksvragen en opvallende uitkomsten. Ook geeft dit hoofdstuk praktische aanbevelingen, zowel per technologie als algemeen. Organisaties en overheden kunnen al een aantal zaken uitzoeken, zodat zij per stand van de technologie in staat zijn snel beslissingen te nemen. In de bijlage vind je uitleg over de methode van deze Technologiemonitor. 

      Opvallende uitkomsten en perspectief

      Quantumtechnologie is een verzameling van technologieën, die op subatomair niveau kenmerken van deeltjes benutten en manipuleren om specifieke functionaliteiten te leveren. In dit onderzoek zijn drie functionaliteiten onderscheiden: 

      1. Meten van tijd, zwaartekracht en magnetisme (quantum meet- en waarnemingstechnologie)
      2. Communicatie en cryptografie (quantum communicatie) 
      3. Computerbewerkingen (quantum computing en simulatie)

      Maturity en aandacht

      Opvallend zijn de verschillen in de ontwikkeltijd van de technologieën en de verwachtingen over de (grootschalige) verspreidingsmogelijkheden. De tijd tussen uitvinding en eerste toepassing neemt gestaag toe. Van 8 jaar voor de atoomklok en 13 jaar voor quantum communicatie tot 19 jaar voor computing. Ook de tijd tussen eerste introductie en grootschalig gebruik lijkt toe te nemen. Van 11 jaar voor de atoomklok tot 18-19 jaar voor quantum communicatie. Voor computing is dit nog onbekend. Bovendien lijkt de maturity van de technologieën wel omgekeerd evenredig aan de aandacht die ze krijgen. In de media is veel aandacht gericht op quantum computing, terwijl deze tak eigenlijk nog het minst ver is. 

      Dashboard

      Kijkend naar de belemmeringen geeft dit rapport veertien factoren, die de ontwikkeling en verspreiding van quantumtechnologie beïnvloeden. Je kunt ze zien en gebruiken als een dashboard. Kernfactoren zijn onder meer: productprestatie, productprijs en productiesysteem, maar ook actoren & netwerkvorming of normen, regels en wetten. Beïnvloedende factoren zijn o.a.: social-culturele aspecten, kennis van technologie, kennis van toepassingen, macro-economische en strategische aspecten. Ook hier blijken verschillen tussen de technologieën. Gezien het enorme maatschappelijke belang is verder een belangrijk aandachtspunt dat de negatieve effecten nog onvoldoende bekend zijn en verder onderzoek vragen. 

      Verwevenheid

      In het rapport is ook gekeken naar de overkoepelende discipline van quantumtechnologie, waarbinnen de afzonderlijke technologieën zich ontwikkelen. Hoe ontwikkelt deze zich? Duidelijk is dat de technologieën sterk verweven zijn, met name bij een nieuwe discipline en in de eerste fase van ontwikkeling en verspreiding. Als in een kluwen. Meer over de oorzaken van deze verwevenheid en de consequenties vind je in deze publicatie.

        Lees verder

        Download de Technologiemonitor 2020 Quantumtechnologie om de volledige publicatie te lezen. Meer weten over deze Technologiemonitor of hoe je kunt omgaan met de uitkomsten? Neem contact met ons op via info@stt.nl.