'Belgische Nobelprijs' voor wereldtopper in kwantummechanica

Professor Frank Verstraete in zijn kantoor aan de UGent. ©Jonas Lampens

Theoretisch natuurkundige Frank Verstraete (UGent) krijgt de prestigieuze Francqui-wetenschapsprijs voor zijn grensverleggend onderzoek in de kwantummechanica.

Proberen vatten hoe de wereld in elkaar zit op microscopisch niveau. Dat is, in een erg kleine notendop, waar professor Verstraete dag in dag uit mee bezig is. Hij is een internationaal topwetenschapper in de kwantummechanica, een tak van de fysica die onderzoek doet naar hoe deeltjes nog kleiner dan atomen - waarvoor de klassieke wetten van de fysica niet meer gelden - zich gedragen. 

Een groot struikelblok in dat onderzoek is dat het zo complex is dat het niet in een theoretisch kader kan worden gegoten met de ons bekende hulpmiddelen als wiskunde of natuurlijke taal. Om daar een antwoord op te bieden creëerde Verstraete als het ware een nieuwe 'taal' die het gedrag en de verbindingen van minuscule kwantumdeeltjes wel kan omschrijven met wiskunde. 

Die nieuwe beschrijvingsmethode - Quantum Tensor Networks - is toepasbaar in veel subcategorieën van de kwantummechanica. Het onderzoek van Verstraete zet met andere woorden de deur open naar het stap voor stap verder leren begrijpen van de wereld op microscopisch niveau. 

Kwantumcomputers

Een van de subdomeinen waarin Verstraetes Quantum Tensor Networks belangrijk beloven te zijn, is de ontwikkeling van kwantumcomputers, machines waarvan de processor gebaseerd is op de principes van de kwantummechanica. Waar een transistor van een traditionele computer maar twee mogelijke inputs heeft - nul of een, uit of aan - kan een qubit, de transistor van de kwantumcomputer, zich in verschillende inputs tegelijk bevinden.

Dat schept onwaarschijnlijke mogelijkheden. In plaats van een berekening per keer uit te voeren kan zo’n machine exponentieel veel berekeningen tegelijk aan. Van alle mogelijke inputs kan tegelijk de output worden berekend. Op die manier kan zo'n computer verschillende realiteiten simuleren naast elkaar. 

Die toestellen, die vandaag nog enkel in heel experimentele vorm bestaan, zullen niet voor alle soorten berekeningen gebruikt kunnen worden. Maar waar ze wel ingezet kunnen worden, hebben ze het potentieel de wereld te veranderen. Denk  aan de zoektocht naar nieuwe materialen, of aan het kosten- en tijdsintensief onderzoek naar nieuwe medicijnen. Een kwantumcomputer kan - in theorie - dat onderzoeksproces overnemen. 

Fundamenteel

Voor zijn sleutelrol in het leren begrijpen en beschrijven van onze wereld wordt Verstraete nu gelauwerd met de Francqui-prijs, al decennia de belangrijkste wetenschapsprijs in ons land. Elk jaar reikt de Francqui-Stichting een bedrag van 250.000 euro uit, beurtelings aan een wetenschapper uit de exacte wetenschappen, de humane wetenschappen en de biologische- en medische wetenschappen. 

Verstraete is logischerwijs blij met de eer die hem te beurt valt. 'Het is een hele eer, en helemaal niet verwacht voor iemand die bezig is met fundamenteel onderzoek. In België wordt het doorgaans veel meer geapprecieerd als je bezig bent met toegepast onderzoek. Als ik iemand vertel waar ik mee bezig ben, komt meestal meteen de vraag waar dat goed voor is, waar je dat voor kan gebruiken. Maar zo werkt wetenschap niet altijd. Die Francqui-prijs is een van de weinige manieren om te tonen dat fundamenteel onderzoek toch echt gewaardeerd wordt in België. Zulk onderzoek is een vorm van cultuur, het is een uiting van hoe ver we gevorderd zijn als mensheid, en ik vind het een ongelofelijke luxe dat de maatschappij mij steunt in die zoektocht.'

Lees zaterdag een uitgebreid interview met professor Frank Verstraete in De Tijd. 

Lees verder

Advertentie
Advertentie
Advertentie
Advertentie

Gesponsorde inhoud

Partner content