Wetenschap – 360 Magazine

AI kan grote hoeveelheden gegevens analyseren en antwoorden afstemmen op een specifiek doel. Hierdoor kan het desinformatie verspreiden, maar chatbots kunnen nu ook patronen in nepnieuws herkennen en effectieve strategieën ontwikkelen om het tegen te gaan.

Het internet maakt het makkelijker dan ooit om complottheorieën op te doen en te verspreiden. En al zijn sommige onschuldig, andere kunnen zeer schadelijk zijn, doordat ze onenigheid zaaien en zelfs leiden tot onnodige sterfgevallen. Nu denken onderzoekers een nieuw hulpmiddel te hebben ontwikkeld om valse complottheorieën te bestrijden: AI-chatbots. Onderzoekers van MIT Sloan en Cornell University ontdekten dat chatten over een complottheorie met een groot taalmodel (LLM) het geloof van mensen erin met ongeveer 20 procent deed afnemen, zelfs bij deelnemers die wat zij geloofden belangrijk zeiden te vinden voor hun identiteit. Het onderzoek werd recentelijk gepubliceerd in het tijdschrift Science. 

De bevindingen kunnen een belangrijke stap voorwaarts betekenen om mensen die zulke ongefundeerde theorieën aanhangen te bereiken en tot zinnen te brengen, zegt Yunhao (Jerry) Zhang, een postdoc die is verbonden aan het Psychology of Technology Institute en daar de invloed van AI op de samenleving bestudeert.

De Nobelprijs voor Natuurkunde is dit jaar door de Amerikaan John Hopfield en de Canadees Geoffrey Hinton gewonnen. Hun ontdekkingen hebben zelflerende machines mogelijk gemaakt en zijn essentieel geweest voor de ontwikkeling van AI-systemen zoals ChatGPT.

Het Nobelcomité benoemt dat de doorbraken op het gebied van machinaal leren van Hopfield en Hinton een volledig nieuwe manier laten zien waarop we computers kunnen gebruiken om ons te helpen en te begeleiden bij het aanpakken van veel van de uitdagingen waar onze maatschappij voor staat, schrijft The New York Times.

Er zijn maar weinig methoden die aantoonbaar invloed hebben op de denkwijze van complottaanhangers, zegt Thomas Costello, onderzoeker aan MIT Sloan en hoofdauteur van de studie. Wat het onder andere zo moeilijk maakt, is dat verschillende mensen vasthouden aan verschillende gedeelten van een theorie. Dat betekent dat het aanvoeren van bepaalde stukjes feitelijk bewijs weliswaar effect op de een heeft, maar bij een ander niet altijd werkt.

Hier komen AI-modellen in het spel, zegt hij. ‘Ze hebben toegang tot een enorme hoeveelheid informatie over diverse onderwerpen en zijn getraind op het internet. Daarom zijn ze in staat feitelijke tegenargumenten te genereren tegen specifieke complottheorieën.’

AI-modellen zijn in staat feitelijke tegenargumenten te genereren tegen specifieke complottheorieën

Aan deelnemers werd gevraagd informatie te delen over een complottheorie die zij geloofwaardig vonden. Waarom werden ze erdoor aangetrokken? Door welke bewijzen werd de theorie volgens hen gestaafd? De antwoorden werden gebruikt om steeds de meest toepasselijke reactie van de chatbot uit te lokken, die door de onderzoekers werd ingesteld om zo overtuigend mogelijk te zijn. 

De deelnemers werd ook gevraagd hoezeer ze overtuigd waren van de juistheid van hun complottheorie op een schaal van 0 (beslist onjuist) tot 100 (beslist juist), en vervolgens aan te geven hoe belangrijk de theorie was voor hun begrip van de wereld. Daarna traden ze in drie rondes in gesprek met de AI-bot. Er werd door de onderzoekers voor drie rondes gekozen om er zeker van te zijn dat ze genoeg zinnig materiaal verzamelden.

Na ieder gesprek werd aan de deelnemers opnieuw gevraagd hun vertrouwen in de theorie aan te geven. Vervolgens benaderden de onderzoekers alle deelnemers tien dagen na het experiment, en twee maanden later nog eens, om te beoordelen of hun inzichten na het gesprek met de AI-bot waren veranderd. De deelnemers gaven aan gemiddeld 20 procent minder geloof te hechten aan de door hen gekozen complottheorie, waaruit geconcludeerd kan worden dat sommigen na hun gesprekken met de bot fundamenteel van mening waren veranderd. 

In zijn nieuwste boek Nexus: A Brief History of Information Networks from the Stone Age to AI waarschuwt Harrari voor de negatieve kant van kunstmatige intelligentie. De auteur van de bestseller Sapiens waarschuwt voor de verraderlijke gevaren van machinaal leren en het vermogen om de waarheid te manipuleren. ‘Het enge aan de AI-revolutie is dat er voor het eerst gereedschap is ontwikkeld dat in staat is om zelf beslissingen te nemen en ideeën te genereren’, aldus Harari in The Guardian.

‘Zelfs in een laboratoriumsetting is 20 procent een enorme score als het gaat om het veranderen van menselijke overtuigingen,’ zegt Zhang. ‘Misschien was het in de echte wereld minder geweest, maar ook 10 procent of 5 procent zou nog aanzienlijk zijn.’ 

De auteurs probeerden de neiging van AI-modellen om informatie te verzinnen – het zogenaamde ‘hallucineren’ – te ondervangen door een professionele factchecker in te zetten om de nauwkeurigheid van 128 AI-claims te evalueren. 99,2 procent ervan bleek juist te zijn, terwijl 0,8 procent als misleidend werd beoordeeld. Geen enkele bleek volkomen onjuist te zijn.

Een verklaring voor dit hoge nauwkeurigheidsgehalte is dat er een heleboel over complottheorieën op het internet is geschreven, waardoor ze heel ruim in de trainingsdata van het model figureerden, zegt David G. Rand, hoogleraar aan MIT Sloan en ook betrokken bij het project.  

‘Mensen waren opmerkelijk ontvankelijk voor bewijs. En dat is echt belangrijk,’ zegt hij. ‘Bewijs doet ertoe.’ 

Een antropoloog verkent het fenomeen lachen, dat veel complexer blijkt dan een simpele uiting van vreugde. Soms is het een ongewenste impuls – juist wanneer stilte is vereist.

Toen ik klein was, overkwam het me nogal eens dat ik onbedaarlijke lachbuien kreeg. Als ik eenmaal begon te lachen, vond ik het heel moeilijk om te stoppen. Dat was vooral een groot probleem in situaties waarin ik niet hoorde te lachen, maar de drang om te lachen zo overweldigend werd dat ik al snel de bijnaam Giggling Gertie kreeg.

Een van de beste beschrijvingen die ik van dit fenomeen heb gezien is de giggle loop. Deze uitdrukking werd bedacht door een personage genaamd Jeff in de Britse sitcom Coupling uit de beginjaren van dit millennium.

‘Eigenlijk is het als een feedbackloop,’ zegt Jeff. ‘Je bent ergens waar het stil is. Er zijn mensen. Het is een plechtige gelegenheid: een bruiloft. Nee! Het is een minuut stilte voor iemand die is overleden. Plotseling, uit het niets, komt de gedachte in je op: het ergste wat ik zou kunnen doen tijdens een minuut stilte is lachen. En zodra je dat denkt, ga je al bijna lachen – automatische reactie!’

Er is niets zo leuk als verstrikt raken in een giechelloop, waarbij de drang om te lachen zich opbouwt totdat je je niet meer kunt inhouden. Pas dan realiseer je je vaak dat lachen een nogal vreemd fenomeen is. Hoewel we lachen meestal zien als een reactie op iets grappigs, is lachen soms bepaald geen lachertje!

In het ideale geval is lachen iets wat we delen

Omdat ik een antropoloog ben die gespecialiseerd is in gezondheid en geneeskunde, behoort lachen niet echt tot mijn vakgebied – tenzij je de opvatting onderschrijft dat lachen het beste medicijn is. Mijn interesse in het onderwerp is eerder persoonlijk van aard, niet alleen vanwege mijn verleden als Giggling Gertie, maar ook omdat het helemaal niet zo eenduidig werkt als het lijkt.

In het ideale geval is lachen iets wat we delen. Volgens antropoloog Munro Edmonson is lachen sociaal; het nodigt uit tot een soortgelijke reactie. Lachen werkt inderdaad aanstekelijk: als we iemand horen lachen, gaan we vaak zelf ook lachen of op zijn minst glimlachen, een effect dat consequent wordt aangetoond door psychologisch onderzoek. Zo zijn we beland bij het van tevoren opgenomen gelach in sitcoms, het zogeheten canned laughter. Filmstudio’s realiseerden zich dat hun shows door het geluid van gelach af te spelen grappiger overkwamen op het publiek, zodat ze ook een zekere controle hadden over de momenten waarop mensen lachten.

Maar lachen wordt een heel ander verhaal als je de enige bent die lacht. Denk aan het ongemakkelijke gegrinnik van actrice Natalie Portman na een slechte grap tijdens haar toespraak bij de Golden Globe Awards in 2011. Haar lach, die slechts vier seconden duurde, werd al snel het onderwerp van eindeloze loopingvideo’s. Zoals cultuurwetenschapper Fran McDonald laat zien in haar analyse van het incident, ‘lijkt lachen zonder humor van ons robots, griezelige mensen en monsters te maken’.

Volgens Edmonson is het centrale kenmerk van lachen aspiratie: we laten een krachtige luchtstroom vrij als we lachen. Maar lachen wordt ook gekenmerkt door herhaling. Sterker nog, gezien de buitengewone variatie in de geluiden die mensen maken als ze lachen, is herhaling datgene wat lachen universeel herkenbaar maakt. Daarom geven schrijvers lachen ook weer als ‘hi-hi-hi’, ‘ha-ha-ha’ en ‘ho-ho-ho’ (tenminste als je de Kerstman bent). En dat herhalende zie je niet alleen terug in de Engelse transcriptie. Edmonson merkt op dat lachen in het Russisch wordt weergegeven als xe, xe, xe [che, che, che]; in Tzotzil – een Maya-taal die in Mexico wordt gesproken – is het ’eh ’eh ’eh.

We begrijpen niet precies waarom we dit geluid maken als we lachen. Toen de negentiende-eeuwse bioloog Charles Darwin de biologie van gevoelens onderzocht in The Expression of the Emotions in Man and Animals, schreef hij: ‘Waarom de geluiden die de mens maakt als hij blij is het eigenaardige herhalende patroon van lachen hebben, weten we niet.’ De reactie lijkt zich echter al voor te doen voordat ons gedrag is beïnvloed door de ons bijgebrachte cultuur: bij baby’s van 4 maanden oud is er al sprake van herkenbaar lachen.

Mensapen reageren op bijna dezelfde manier als mensen wanneer ze gekieteld worden

Lachen is ook niet uniek voor mensen. Mensapen reageren op bijna dezelfde manier als mensen wanneer ze gekieteld worden. Omdat chimpansees, bonobo’s, enzovoort een ander spraakkanaal en andere stembanden hebben dan mensen, klinkt het bij hen meer als een hond die hijgt of een persoon die een astma-aanval of energieke seks heeft. Deze primatengeluiden hebben echter hetzelfde ‘eigenaardige herhalende karakter’ dat Darwin bij mensen vaststelde. Daarom wordt lachen door wetenschappers omschreven als een soortoverschrijdend fenomeen.

Maar hoewel je in het spel van andere primaten duidelijk gelach kunt onderscheiden, is het onduidelijk of ze gevoel voor humor hebben. Recent onderzoek heeft aangetoond dat ze in staat zijn om te plagen door middel van non-verbaal gedrag. Maar, zoals evolutionair psycholoog Robert Provine opmerkte, ‘er is geen bewijs dat ze op ogenschijnlijk humoristisch gedrag – hun eigen gedrag of dat van anderen – reageren met lachen’.

Betekenis geven aan lachen lijkt typisch menselijk te zijn.

Hoewel lachen soms met opzet gebeurt, hebben we er vaak geen controle over, en dat zou  weleens de wijdverspreide Europees-Amerikaanse ambivalente houding ten opzichte van lachen kunnen verklaren. Volgens literatuurwetenschapper Sebastian Coxon komt een groeiende angst voor vrolijkheid duidelijk naar voren in de Europese geschiedschrijving van de late Middeleeuwen. Zo waarschuwde Desiderius Erasmus, degene die mensen adviseerde om ‘scheten te camoufleren met hoestbuien’, ook tegen ‘luid gelach en mateloze vrolijkheid’.

Erasmus noemde met name het ‘hinnikende geluid dat sommige mensen maken als ze lachen’ een kwalijke zaak. En we hebben tegenwoordig nog steeds de neiging om ongeremd lachen te vergelijken met het geschreeuw van dieren: ‘huilen’ en ‘gieren’ van het lachen, ‘kraaien’ van plezier, enzovoort.

Achter deze aanduidingen gaan pogingen schuil om lachen in het domein van de goede smaak en beleefde omgangsvormen te plaatsen, die sterk werden bepaald door geslacht en klasse. Zo wordt lezers in een etiquettegids uit 1860 met de titel The Ladies’ Book of Etiquette and Manual of Politeness: A Complete Hand Book for the Use of the Lady in Polite Society aangeraden om hun gelach tijdens een etentje te matigen, zodat het niet te hard of te zacht klinkt: ‘Besmuikt lachen wekt de indruk dat je de mensen om je heen uitlacht, en een luide, onstuimige lach is altijd ongepast voor een dame.’

Er is niet alleen veel kritiek op hoe we lachen, maar ook op de dingen waaróm we lachen

Er is niet alleen veel kritiek op hoe we lachen, maar ook op de dingen waaróm we lachen, zoals een vroeg negentiende-eeuws kunstwerk laat zien. Op Laughter, een ets van de Britse kunstenaar en sociaal commentator Thomas Rowlandson, is een man te zien die lacht om zijn kat, die getooid is met een muts en een mantel. Het bijschrift luidt: ‘Lachen is een van de plezierigste emoties en is moeilijk te verklaren, omdat de lachlust vaak wordt opgewekt door de eenvoudigste oorzaken, zoals het geval is bij de plattelander en zijn kat.’

Hier wordt geïmpliceerd dat ‘onbeschaafde’ plattelanders geen gevoel voor stijl hebben en daarom gemakkelijk te amuseren zijn. (Voor de goede orde, ik ben net zo onbeschaafd, want ik zal katten afgebeeld met menselijke rekwisieten nooit niet-grappig vinden.)

Hoewel humor en smaak dus met elkaar in verband gebracht worden, is het toch vaak fysieke komedie die de meeste lachsalvo’s oplevert. Het is geen toeval dat de eerste komedie met wereldsucces The Gods Must Be Crazy was, waarvan de sublieme ‘Tati-achtige slapstick’ van New York tot Caracas en van Tokio tot Lagos bezoekers trok, ondanks het feit dat de film door filmrecensenten alom werd veroordeeld als apartheidspropaganda.

Scenarioschrijvers voorspellen al lange tijd dat fysieke humor steeds prominenter zal worden in Hollywood-komedies omdat die ‘dialoog en zelfs de meeste culturele verschillen overstijgt’ en films steeds meer een wereldwijde markt moeten aanspreken om gegarandeerd winst op te leveren. (Voor zover ik kan zien bestaat de toekomst van Hollywoodfilms voornamelijk uit Marvel-films en slapstickkomedies.)

Dit verklaart ook het succes van shows als America’s Funniest Home Videos en Total Wipeout, die je kunt onderbrengen in het genre van de komische ongelukken. ‘Dit is ongelooflijk stom,’ zei ik altijd als mijn man naar het laatstgenoemde programma keek, waarin deelnemers belachelijke hindernisbanen aflegden in de hoop 10.000 pond te winnen en het publiek toekeek hoe ze herhaaldelijk door van alles werden geraakt, van allerlei dingen af vielen en op van alles terechtkwamen. En toch moest ik onwillekeurig lachen, ik kon er niets aan doen.

Lachen verstoort het idee van een stabiel, coherent ik

Zoals McDonald opmerkt, verstoort lachen het idee van een stabiel, coherent ik, zoals je kunt zien aan uitdrukkingen als ‘stukgaan of barsten van het lachen’. Bovendien betekent ongeremd lachen niet alleen een gebrek aan zelfbeheersing; het kan ook politiek gevaarlijk zijn. Literatuurhistoricus Joseph Butwin schrijft over ‘opruiend lachen’ als een wapen van de onderdrukten dat kan dienen om hiërarchieën en machtsverhoudingen te destabiliseren.

Uiteindelijk is het duidelijk dat lachen iets heel vreemds is. Het is van alle menselijke uitingen tegelijkertijd de meest sociale en de meest ontwrichtende, een uitdrukkingsvorm die sociale structuren en regels verstoort. In gepaste situaties met anderen lachen werkt misschien bindend, maar onverwacht, eigengereid lachen brengt barsten aan het licht en laat zien dat we niet precies zijn wie we denken dat we zijn.  

Een bijna veertig jaar durende zoektocht om de quagga terug te brengen wordt een succes genoemd, maar niet iedereen is onder de indruk.

Als het eruitziet als een quagga, galoppeert als een quagga en blaft als een quagga, dan is het waarschijnlijk een quagga. Of niet? Wetenschappers en natuurbeschermers in Zuid-Afrika zeggen dat ze een zebra-achtig zoogdier uit de dood hebben teruggehaald; daarmee zou de quagga een belangrijke overwinning hebben behaald op de bekendere wolharige mammoet en de dodo in de wereldwijde race om uitgestorven dieren weer tot leven te wekken.

Maar niet iedereen viert feest. Tegenstanders van de bijna veertig jaar durende zoektocht menen dat die slechts een oppervlakkige namaakversie van het origineel heeft opgeleverd. ‘In feite maken ze gewoon een zebra met minder strepen,’ zegt Douglas McCauley, hoogleraar ecologie en evolutie aan de Universiteit van Californië in Santa Barbara.

Quagga’s waren ooit een inheemse diersoort in zuidelijk Afrika, maar door de fanatieke jacht werd hun populatie gedecimeerd; de laatst bekende quagga stierf in 1883 in de dierentuin in Amsterdam. In tegenstelling tot zebra’s hadden quagga’s alleen strepen op hun hoofd, hun nek en soms op hun rug. Hun achterwerk was over het algemeen streeploos en bruin, terwijl hun buik en poten wit waren. De naam quagga, waarbij je de g’s uitspreekt zoals in het Nederlands, is een onomatopee van het schelle, blaffende geluid dat het dier maakte.

In het begin van de jaren tachtig werd de quagga het eerste uitgestorven dier waarvan het DNA in kaart werd gebracht, wat de weg vrijmaakte voor andere moderne methoden om uitsterving tegen te gaan. Sommige wetenschappers dachten dat de quagga, een ondersoort van het meest voorkomende type zebra, teruggebracht kon worden door selectief te fokken. Terwijl klonen een exacte replica van een individueel dier oplevert, levert selectief fokken een hele populatie op, met een natuurlijkere genetische variatie. Alleen een ondersoort kan op deze manier worden gefokt.

The Quagga Project, een non-profitorganisatie die in 1987 werd opgericht, heeft zebra’s met lichtere, dunnere of bruinere strepen met elkaar laten paren, wat resulteerde in minder strepen op het achtereinde, de poten en buik van de nakomelingen.

Het was werk van de lange adem. Reinhold Rau, een Duitse taxidermist die in de jaren vijftig naar Zuid-Afrika emigreerde en de drijvende kracht was achter The Quagga Project, stierf in 2006. Veel van de wetenschappers uit de begintijd van het project zijn inmiddels met pensioen. Het duurt ongeveer twee jaar om te evalueren of een veulen patronen heeft die het fokprogramma vooruithelpen. Hengsten moeten ongeveer elke vijf jaar worden overgeplaatst om inteelt tegen te gaan en soms planten ze zich pas na twee of drie jaar voort met de merries in hun nieuwe kudde.

‘Ze zijn zo goed gelukt!’

Toch hadden de wetenschappers in 2005 een dier geproduceerd dat sprekend leek op de uitgestorven quagga. De organisatie zegt dat ongeveer 10 procent van de honderdvijftig dieren die ze nu bezit, gemakkelijk zou passen in een kudde quagga’s uit de negentiende eeuw. ‘Ongeveer elke vijf jaar kunnen we even kijken of we vooruitgang hebben geboekt,’ zegt March Turnbull, de projectcoördinator van The Quagga Project, terwijl hij vanuit een safariwagen een kudde quagga’s observeert bij Vergelegen, een wijnboerderij in de buurt van Kaapstad. Het landgoed Vergelegen herbergt momenteel tien van de zogenaamde Rau-quagga’s, waaronder vier die er geboren zijn. Turnbull kijkt vol ontzag naar de afwezige strepen op de billen en de achterpoten van sommige dieren. ‘Ze zijn zo goed gelukt!’ zegt de man die ongeveer vijf jaar geleden als vrijwilliger voor het project begon; daarvoor had hij als journalist al verslag gedaan van het quaggaproject.

Critici zeggen dat de Rau-quagga’s er misschien uitzien als uitgestorven quagga’s, maar waarschijnlijk kenmerken en adaptaties van de oorspronkelijke dieren missen.

Turnbull zegt dat Rau iets wilde rechtzetten: iets wat hij zag als een verschrikkelijk onrecht dat de quagga was aangedaan. Als kind in Duitsland had Rau in de dierentuin van Berlijn een dier gezien dat deel uitmaakte van een door de nazi’s gefinancierd project om de oeros, een reusachtig wild rund dat in de zeventiende eeuw was uitgestorven, terug te brengen door middel van fokken. De zoöloog die dat project leidde, stelde dat de quagga ook gefokt kon worden – een idee dat Rau bijbleef.

Toen Rau in 1969 een opgezet quaggaveulen repareerde, merkte hij dat de huid niet goed was schoongemaakt en dat er nog wat opgedroogd weefsel aan vastzat. Hij bewaarde een monster ervan tot begin jaren tachtig, toen hij het samen met andere monsters uit een museum in Europa naar genetici van de Universiteit van Californië in Berkeley stuurde. Uit hun DNA-analyse bleek dat de quagga nauw verwant was aan de steppezebra en daarom een kandidaat was voor reproductie. Andere pogingen om uitgestorven diersoorten nieuw leven in te blazen betreffen onder meer een nieuw project in Europa met de oeros, en wetenschappers in de VS proberen een ondersoort van de in de negentiende eeuw uitgestorven galapagosschildpad weer tot leven te brengen.

Zelfs tegenstanders van The Quagga Project zeggen dat dergelijke fokpogingen praktischer zijn dan de tot nu toe waarschijnlijk opvallendste poging om een uitgestorven dier tot leven te wekken: de wolharige mammoet. Wetenschappers in de VS gebruiken genoomtechnieken om de genen van een Aziatische olifant aan te passen om hem koudebestendiger te maken, onder andere door hem een ruige vacht, kleine oren en een gewelfde schedel te geven. Ze zeggen dat ze bezig zijn een ‘koudebestendige olifant met alle essentiële biologische eigenschappen van de wolharige mammoet’ te creëren.

‘Zelfs als ze erin zouden slagen, is de voor de hand liggende vraag: wat ga je er vervolgens mee doen?’ zegt Stuart Pimm, professor aan de afdeling conservatie-ecologie van de Universiteit van Pretoria in Zuid-Afrika. ‘Als je een wolharige mammoet zou hebben, zou je die in een kooi zetten. Dit is gewoon een enorm staaltje egotripperij.’

‘Als je naar deze dieren kijkt, zijn die een symbool van hoop’

Een deel van de kritiek op The Quagga Project kan volgend jaar worden weggenomen. Dan is moleculair bioloog Annelin Molotsi van plan om het DNA van de gekweekte quagga’s in kaart te brengen. ‘Daarmee zullen, denk ik, veel vragen worden beantwoord,’ aldus Molotsi.

Zelfs als de gensequenties laten zien dat de Rau-quagga’s niet helemaal overeenkomen met de echte quagga’s, dan nog zou het model voor het fokken van quagga’s gebruikt kunnen worden voor het herstel van populaties van ernstig bedreigde dieren, niet alleen van dieren die al uitgestorven zijn, zegt Peter Heywood, emeritus hoogleraar biologie aan de Brown-universiteit in Rhode Island, die een boek schreef over de quagga. ‘Als je naar deze dieren kijkt, zijn die een symbool van hoop, ook als ze niet helemaal overeenkomen met hun uitgestorven voorgangers.’ 

Dankzij kwantumtechnologie staan cybercriminelen mogelijk gouden tijden te wachten. Buitgemaakte gegevens die nu nog versleuteld zijn, zullen over een paar jaar in te zien zijn. Overheden en bedrijven moeten zich hier nu al op gaan voorbereiden, zegt internetpionier Harald Summa.

U waarschuwt voor een mogelijke wereldwijde kwantumcrisis vanwege de prestaties van kwantumcomputers. Wat zijn kwantumcomputers eigenlijk precies?

‘Strikt genomen is een kwantumcomputer meer een kwantumprocessor die gebruikmaakt van de wetten van de kwantummechanica en die de toestanden van gemanipuleerde toestanden meet en evalueert. We bevinden ons als het ware niet meer in de digitale wereld van nullen en enen, maar weer in een analoge wereld. Een kwantumcomputer is gebaseerd op de interactie van kwantummechanische toestanden die meerdere keren worden gemeten en geverifieerd door statistische waarschijnlijkheden. In plaats van bits en bytes spreken we van qubits, die naast “ja” of “nee” ook de toestand “ja én nee” kunnen aannemen.’

Voor de leek klinkt dit ingewikkeld. Maar kunnen we zeggen dat kwantumcomputers superieur zijn aan traditionele computers?

‘Ja, want dankzij hun grotere rekencapaciteit kunnen kwantumcomputers taken aan die gewone computers en supercomputers met hun processors tot nu toe niet aankunnen.’

Waar ziet u de grootste risico’s?

‘Over slechts een paar jaar zullen kwantumcomputers in staat zijn alle huidige methoden om gegevens te versleutelen te kraken. Dit brengt het risico met zich mee dat cybercriminelen en schurkenstaten in staat zullen zijn om eerder versleutelde informatie van overheden, financiële instellingen en andere bedrijven te ontsleutelen. De meestgebruikte cryptografische standaarden van dit moment, RSA en Diffie-Hellman, zullen niet bestand zijn tegen systematische aanvallen van kwantumcomputers. Dit betekent dat we de basis voor veilige gegevensopslag zoals we die nu kennen, zullen verliezen. Vorige week nog heeft het Amerikaanse National Institute of Standards (NIST) de nieuwe standaarden voor post-kwantumcryptografie vastgesteld.’

Harald A. Summa (71) wordt beschouwd als een van de belangrijkste Duitse internetpioniers. Hij is ook actief geweest als ondernemer en schrijver. Summa is geboren in Oberfranken en woont al lange tijd in Keulen. Van 1996 tot 2022 was hij directeur en CEO van DE-CIX (spreek uit: De-kicks), de exploitant van het in Frankfurt gevestigde internetknooppunt, dat qua datadoorvoer soms het grootste ter wereld was. Momenteel is Summa nog steeds lid van de raad van toezicht van de DE-CIX-Group. Hij was ook de oprichter en voormalig CEO van ECO, de vereniging van de internetindustrie. Dankzij zijn lidmaatschap kent Summa veel adviesraden en commissies van binnenuit. Hij is momenteel onder meer voorzitter van het initiatief Quantum Leap bij de denktank Diplomatic Council, een adviesgroep van de Verenigde Naties.

Hoeveel tijd hebben we nog?

‘Dat is moeilijk te zeggen. Het kan vijf jaar, tien jaar of zelfs nog langer duren voordat het zover is. In ieder geval zal de wedloop tussen gegevensbeschermers en cybercriminelen door de kwantumtechnologie enorm versneld worden. Een ander risico is dat er nu al op de toekomst wordt geanticipeerd, want criminelen kunnen besluiten buitgemaakte gegevens net zo lang te bewaren tot ze die kunnen ontsleutelen met behulp van kwantumcomputers. Dit staat bekend als harvest now, decrypt later: vandaag oogsten, morgen ontsleutelen.’

Maar het is toch niet zo gemakkelijk om aan ­kwantumcomputers te komen?

‘Momenteel nog niet, maar dat kan veranderen. Bovendien hoef je geen kwantumcomputer te bezitten om de technologie te gebruiken. Je kunt de bijbehorende rekencapaciteit huren. In sommige gevallen is dit nu al mogelijk.’

Wat moet er gebeuren?

‘Het is tijd voor gestandaardiseerde post-kwantum­encryptie die beschermd is tegen kwantumaanvallen. De ontwikkeling is al begonnen. Dergelijke encryptie kan worden ingevoerd op mobiele telefoons met een nieuwe chip. Apple heeft zijn berichtendienst iMessage al in die zin aangepast. Veel ­overheden, financiële instellingen en centrale ­banken zijn er echter nog niet klaar voor.’

Hoe reageren overheden en bedrijven op deze ­dreiging?

‘Ze luisteren. Veelal hebben ze het probleem op hun radar, vooral de ontcijfering van gegevens en de verspreiding van wachtwoorden. Je kunt kwantumtechnologie gebruiken om wachtwoorden zo te versturen dat ze hun geldigheid verliezen als ze worden gehackt of door derden worden bekeken.’

Welke landen lopen voorop op het gebied van kwantumcomputing?

‘In termen van financiering van onderzoek en ontwikkeling zijn de Chinezen de wereldleiders. De VS lopen ook voorop in de technologie en Europa probeert ook bij te blijven. Volgens schattingen wordt er momenteel wereldwijd meer dan 40 miljard dollar geïnvesteerd in deze technologie. Naar mijn mening zou 400 miljard dollar meer op zijn plaats zijn.’

Het zou interessant kunnen zijn om kwantumcomputing te combineren met kunstmatige intelligentie

Waar staan Duitsland en Zwitserland?

‘Ik ben onder de indruk van hoe goed de academische wereld en bedrijven in Duitsland het op dit gebied doen. Grofweg hebben we vier centra waar onderzoek plaatsvindt; dit zijn Berlijn, München, de regio Stuttgart met IBM en verschillende universiteiten in Noordrijn-Westfalen en onderzoeksinstellingen. Er is ook een interessante start-upscene. In Siegen bijvoorbeeld bouwt een bedrijf kleine kwantumcomputers, en het heeft er inmiddels al een paar verkocht. En een bedrijf uit Bochum heeft in de VS een voorstel voor kwantumbestendige encryptie ingediend bij de Amerikaanse standaardiseringsinstituut NIST, en het is geselecteerd.

Natuurlijk zijn er ook activiteiten in Zwitserland op het gebied van kwantumtechnologie, vooral gevoed door onderzoek in het CERN. Een groot aantal start-ups houdt zich met dit onderwerp bezig. Zwitserland is ook de thuisbasis van ID Quantique, een wereldwijd toonaangevend bedrijf dat al kwantumbestendige encryptie op een chip aanbiedt. De nabijheid van de financiële wereld maakt Zwitserland interessant, vooral voor praktische toepassingen.’

Wat is de reden voor de positieve ontwikkeling in Duitsland?

‘Simpel gezegd: wij hebben de kwantumtechnologie uitgevonden. Denk maar aan de Nobelprijzen voor Duitse natuurkundigen, te beginnen met Werner Heisenberg in 1932 voor de uitvinding van de kwantummechanica. Die traditie heeft zich voortgezet. In de afgelopen decennia zijn er ook veel patenten en ontwikkelingen uit Duitsland gekomen, waarvan sommige vervolgens door anderen zijn overgenomen.’

Wordt er samengewerkt tussen de staat, de wetenschap en bedrijven?

‘De staat ondersteunt voornamelijk projecten op wetenschappelijk gebied. Soms worden er pogingen ondernomen om bedrijven erbij te betrekken. Op dit moment is de sector echter nog een speelveld voor investeerders. Sommige basisprincipes moeten nog worden uitgewerkt en toepassingen moeten nog worden ontwikkeld. Het zou bijvoorbeeld interessant kunnen zijn om kwantumcomputing te combineren met kunstmatige intelligentie. Dit zou taalmodellen aanzienlijk kunnen versnellen.’

Waarmee is de opkomst van kwantumtechnologie te vergelijken: met de opkomst van het internet, of met die van kunstmatige intelligentie (AI)?

‘Eerder met die van het internet. Het internet was een basistechnologie waaruit vervolgens toepassingen voortkwamen zoals het world wide web. ChatGPT doet me eerder denken aan de allereerste browser, Mosaic, die HTML-pagina’s voor het eerst zichtbaar maakte. De browser was dus een toepassing gebaseerd op het internet.’

‘Mijn indruk is dat de overheid een afwachtende positie inneemt’

U was jarenlang directeur van DE-CIX, de exploitant van het grote internetknooppunt in Frankfurt, en u zit daar nog steeds in de raad van commissarissen. Heeft kwantumtechnologie ook invloed op dergelijke internetknooppunten?

‘Jazeker, DE-CIX werkt momenteel aan op ionen gebaseerde transportroutes en in Aken wordt onderzoek gedaan naar een testomgeving voor een kwantum-Internet Exchange. We gebruiken kwantumtechnologie om een testroute tussen Bonn en Berlijn te upgraden, zodat deze gebruikt kan worden om kwanta, dat wil zeggen ionen, te transporteren in plaats van lichtpulsen. Dit is echter niet zo eenvoudig over lange afstanden, omdat de huidige capaciteit maar zo’n 80 kilometer is. Je hebt dan een versterker nodig voor het signaal, zodat de ionen hun reis kunnen voortzetten. Afgezet tegen het wereldwijde internet zou er veel geld moeten worden uitgegeven aan dergelijke versterkers.’

Zijn de Duitse overheid en de deelstaten zich bewust van de gevaren van kwantumtechnologie voor gegevensbeveiliging?

‘Absoluut, het ministerie van Onderwijs en Onderzoek is er volledig bij betrokken omdat het een groot deel van het onderzoek financiert. Het Federale Bureau voor Informatiebeveiliging erkent ook de mogelijkheden en risico’s van deze technologie. De standaardisatie van kwantumbestendige encryptie is echter nog niet zo ver gevorderd dat ze er een regeling van willen maken. Mijn indruk is dat de overheid een afwachtende positie inneemt.’

Het klinkt toch verstandig om je niet voortijdig vast te leggen op een standaard?

‘Dat is het oude kip-en-eiverhaal. Je moet oppassen dat de normatieve kracht van de feiten het niet op een gegeven moment wint, als iemand met een norm komt die vervolgens geconsolideerd en verspreid wordt. In Frankrijk zie ik een tendens om het vooraf vastleggen van een standaard te stimuleren. Dit komt door de manier waarop Frankrijk zijn industrieel beleid voert: krachtdadig en soms erg francofiel.’

‘Kwantumtechnologie kan helpen bij complexe modellen die veel rekenkracht vereisen, zoals bij betere weersvoorspellingen’

We hebben het veel gehad over de risico’s, maar op welke gebieden heeft kwantumcomputing grote voordelen?

‘Waarschijnlijk op heel veel gebieden. Denk vooral aan medische technologieën en de farmaceutische industrie. Kwantumtechnologie zal computertomografie vereenvoudigen en sterk verbeteren en ook helpen met complexe moleculaire structuren die nu nog berekend moeten worden om medicijnen te ontwikkelen. Het zou ook op de Duitse spoorwegen kunnen worden toegepast. Als de spoorwegen een lijn voor langere tijd moeten sluiten door bijvoorbeeld noodweer, duurt het momenteel meerdere dagen om de dienstregeling aan te passen. Met behulp van kwantumtechnologie zou dit met één druk op de knop kunnen gebeuren, inclusief de ­nieuwe dienstroosters voor het personeel. Kwantumtechnologie kan ook helpen bij andere complexe modellen die veel rekenkracht vereisen, zoals bij betere weersvoorspellingen.’

Zijn de mogelijkheden van de technologie dus ­groter dan de risico’s?

‘Ik denk het wel. Het is een paradigmaverschuiving. Tegenwoordig hebben computers steeds meer ­energie nodig. Ik geloof niet dat alle traditionele computers vervangen zullen worden door kwantumcomputers, maar kwantumcomputers zouden een uitbreiding kunnen zijn, een soort turbocharger die je combineert met gewone computers om met ­minder energie tot meer prestaties te komen.’