QUANTUM COMPUTERS ONTWIKKELEN
QUANTUM ENGINEER
Kun je jezelf voorstellen?
Ik ben Fokko en ik werk bij Qblox, een bedrijf dat zich bezighoudt met kwantumcomputers. Ik heb natuurkunde gestudeerd in Delft. Na mijn studie en promotieonderzoeken werd ik gebeld door een vriend die Qblox was begonnen en mij een interessante baan aanbod. Nu werk ik hier twee jaar en is het bedrijf intussen gegroeid van 15 naar ongeveer 100 mensen.
Waarom heb je voor de studie natuurkunde gekozen?
Ik wist dat ik de natuurwetenschappen leuk vond en dat ik naar een technische universiteit wilde gaan. Wat ik precies wilde studeren wist ik alleen nog niet. Uiteindelijk koos ik voor natuurkunde, omdat het een bredere studie is die mij niet aan één stukje techniek vastbond. Natuurkunde kan je zien als een basisvak waar je veel theorie leert. Ik was geïnteresseerd in deze basis, maar ik wilde ook uitzicht hebben op de toepassing. Daarom koos ik bewust voor toegepaste natuurkunde bij een technische universiteit in plaats van theoretische natuurkunde aan een niet-technische universiteit.
Heb je veel wiskundige vakken gevolgd tijdens je studie natuurkunde?
Wiskunde is de taal die je gebruikt voor natuurkunde. Je moet zeker veel wiskunde leren om goed natuurkunde te kunnen doen. Uiteindelijk heb je wiskunde altijd nodig voor je analyses, ook in de experimentele stukken. Daarom is het belangrijk om te weten wat voor wiskunde er is, zodat je weet wat je kan toepassen. Een voorbeeld hiervan zijn statistische analyses zodat je iets kunt zeggen of iets kan werken of juist niet.
Je koos voor een technische universiteit en een brede studie die je een goede basis bood. Wat vond je het leukste aan je studie?
Zelf experimenten doen vond ik het allerleukste. Het is namelijk altijd een verrassing. Je gaat met een idee je experiment in en denkt te weten wat er uit gaat komen. Maar dat komt natuurlijk nooit uit. Het wordt dan een soort puzzel: wat is er wel uitgekomen en wat kan daarover worden gezegd?
Wiskunde is de taal van natuurkunde. Gebruik je wiskunde in je werk?
Ja, ook in mijn werk gebruiken we veel wiskunde. Om te begrijpen wat voor experimenten onze klanten willen doen, moeten we begrijpen wat er precies achter zit. Daarvoor hebben we wiskunde nodig.
Wiskunde en natuurkunde zijn onlosmakelijk verbonden. Newton (zwaartekracht) heeft een stuk wiskunde moeten uitvinden om de natuurkunde te kunnen beschrijven. Newton heeft dus veel van de algebra uitgevonden om te beschrijven wat er om hem heen gebeurt. Waarom de appel van de boom valt.
Hoe is je loopbaan verlopen na je studie?
Na mijn master deed ik een promotieonderzoek (PhD) in Nederland. Gedurende dat traject leer je onderzoeker worden. Je doet onafhankelijk onderzoek van de uitvoering, tot de opzet, tot de data-analyse, tot de publicatie.
Ik deed onderzoek naar fundamentele deeltjes (Marjorana-deeltjes’) waar je heel goed kwantumcomputers mee kan maken. We deden onderzoek naar het maken én behouden van die deeltjes. Het is moeilijk te creëren, omdat er verschillende ingrediënten bij komen kijken. Je moet vier of vijf materialen combineren op één chip, terwijl sommigen niet goed samengaan. Ik onderzocht of we de juiste combinatie hadden gevonden.
Je deed onderzoek naar bepaalde deeltjes waar je kwantumcomputers mee kan bouwen. Wat is een kwantumcomputer en hoe werkt het?
De kwantumcomputer is eigenlijk een nieuw soort computer die bepaalde berekeningen beter uitvoert dan huidige computers. Een voorbeeld is: wat is de ideale route om 10 pakketjes te bezorgen? Huidige computers kunnen dit probleem niet ‘goed’ oplossen. De computer zal er lang (dagen) over kunnen doen, en wellicht geen oplossing vinden. Maar met de kwantumcomputer zou dit wel kunnen. Dus de kwantumcomputer is voor sommige problemen een snellere computer. Je zou zelfs kunnen zeggen dat het mogelijk wordt problemen op te lossen die niet met onze huidige computers kunnen worden opgelost.
De computer is gebaseerd op kwantumdeeltjes (kwantumbits). Een bit heeft de waarde 0 of 1. Een kwantum bit kan eigenlijk alles daartussenin zijn. Denk maar een kleurenwaaier. Als je 0 en 1 ziet als zwart en wit, dan kan een kwantumbit ook alle grijstinten daartussenin zijn. Je hebt dan niet 2 mogelijkheden (0 en 1), maar misschien wel 1000. Hierdoor kan je meer informatie opslaan én kwijt in 1 berekening, waardoor je makkelijker problemen op kan lossen.
Je werkt nu bij Qblox. Wat doe je daar?
Bij Qblox maken we elektronica die gebruikt wordt voor kwantumexperimenten. Voor zulke experimenten moet je zorgen dat elektronische apparaten met elkaar worden verbonden en gelijklopen tot op de nanoseconde. Qblox maakt dit proces makkelijker door een besturingssysteem (control stacks) die ervoor zorgt dat kwantumcomputers efficiënt worden bestuurd.
Ik ben gespecialiseerd in de natuurkunde van de chips: de vastestoffysica. Mijn specialisatie hierbinnen zijn elektronische metingen. Dat is precies wat er nodig is om kwantumdeeltjes te maken, en dus ook om die kwantumchips en computers te maken.
Bij Qblox maken jullie elektronica voor experimenten met kwantumcomputers. Hoe gebruik je natuurkunde in je werk?
In mijn werk heb ik een gebruikersrol. Voordat ik bij Qblox werkte was ik namelijk zelf een gebruiker. Ik verplaats mij in de gebruiker en bedenk waar onze producten aan moeten voldoen. Vervolgens schrijf ik dit op zodat het product kan worden ontwikkeld door de elektronische ingenieurs en software ingenieurs. Vaak denkt een klant al te weten wat het probleem is en wat daarvoor nodig is. Aan mij de taak om te achterhalen of dat daadwerkelijk zo is. Om dat te kunnen begrijpen moet ik vaak natuurkundige experimenten simuleren. Als we het willen verkopen kijk ik naar het product en zie ik toe dat alles werkt zoals het moet werken.
Vanuit je achtergrond in het onderzoek heb je een gebruikersrol in je werk. Hoe zie je gemiddelde werkdag eruit?
Het is gevuld met best veel vergaderingen, want ik moet veel afstemmen. Ik moet een vinger aan de pols houden bij verschillende productontwikkeling en zorgen dat het de goede kant opgaat. Naast vergaderingen zoek ik uit wat we precies moeten maken. Daarvoor lees ik veel literatuur en spreek ik af met professoren om ideeën te bespreken. Als oud-gebruiker van quantumcomputers is het leuk om zelf de producten te testen en één dag per week ben ik hier ook nog mee bezig.
Welke tip zou je geven aan jongeren die een studiekeuze gaan maken?
Als ik nu een studiekeuze zou maken zou ik vooral overal langsgaan. Ik denk eigenlijk dat het belangrijkste is dat je een plek vindt waar je je thuis kan voelen. Denk er vooral niet te zwaar over na. Er zijn namelijk genoeg keuzes tussen je bachelor en master die je kan maken. Kies vooral iets waar je enthousiast van wordt en niet per se iets waar je goed in bent.