Europese Quantum Internet Hackathon levert bruikbare inzichten op voor de toekomst

120 deelnemers, verspreid over verschillende tijdzones en verdeeld over acht teams, deden mee aan de Hackathon. Elk team ging een zelfgekozen uitdaging aan, wat resulteerde in een diverse reeks projecten.

Technische kwantum-internettoepassingen

De meeste projecten waren technisch van aard en gingen over de ontwikkeling van kwantum-internettoepassingen met behulp van de Quantum Network Explorer Application Development Kit  (QNE-ADK). Het doel van deze projecten was om beter inzicht krijgen in netwerk-kwantumtechnologieën, maar ook om het aantal toepassingen voor de QNE-ADK uit te breiden. Deze toepassingen worden aangesloten op een toekomstig kwantum-internettestbed. Enkele voorbeelden:

• Een gedistribueerde Quantum Transform (QFT). De QFT is een kritische routine die in veel kwantumalgoritmen wordt gebruikt. Deze werd geïmplementeerd in de QNE-ADK door een team dat niet live samenkwam, maar online samenwerkte.
• Verschillende teams implementeerden quantum key distribution (QKD) protocollen waaronder de zogenaamde BB84-, E91- en BBM92-protocollen. Enkele van deze implementaties bevatten modellen van een kwaadwillende afluisterapplicatie. Een QKD-protocol is een reeks instructies die de twee partijen die de sleutelverdeling uitvoeren, moeten volgen. Het doel van QKD is een veilige cryptografische sleutel vast te stellen die tussen twee partijen wordt gedeeld.

Duurzaamheid

Een aantal teams kozen voor minder technische uitdagingen. Een team uit Amsterdam deed bijvoorbeeld een studie naar de duurzaamheid van verschillende kwantumtechnologieën, onder de titel "Qubits for the kids". Het team analyseerde een aantal kwantumtechnologieën op onder andere energieverbruik en milieu-effecten.

Super Mario Bros-spel

Een bijzonder creatief project werd uitgevoerd door een team in Padua: zij produceerden een versie van Super Mario Bros. Het spel werd gebruikt om een aantal contra-intuïtieve kwantumverschijnselen te illustreren die niet voorkomen in onze dagelijkse wereld, maar wel essentieel zijn voor veel kwantumtoepassingen. Een van die verschijnselen is verstrengeling, een vorm van correlatie. In het spel kan het personage van de speler verstrengeld raken met vijanden. Door deze concepten interactief te verkennen, kan de speler begrip en intuïtie opbouwen.

Dit spel is te spelen in een webbrowser en werd van begin tot eind gemaakt tijdens de twee dagen van de Hackathon.

Een samenvatting van de resultaten is te vinden op GitHub.

Kwantum-internet-ecosysteem

De Hackathon was voor de deelnemers een leerzame ervaring met resultaten waar de komende jaren gebruik van kan worden gemaakt. Met name voor de deelname van SURF aan het Quantum Internet Alliance project. Dit is een zevenjarig project binnen het Europese Quantum Flagship-programma waarin een innovatief kwantum-internet-ecosysteem wordt gebouwd. De ontwikkeling van use cases, onder meer via hackathons, is daarbij een belangrijk instrument. Evenementen zoals deze Hackathon helpen bovendien om een breed publiek te interesseren voor kwantumtechnologie.