Is jouw communicatie al quantum-klaar?

Het internet is ooit gebouwd als een open netwerk, waarin informatie vrijuit kan stromen. Pas later zijn daar lagen van versleuteling bovenop gelegd om communicatie te beschermen. Die klassieke versleuteling houdt zich vandaag nog goed: voor bestaande computers kost het jaren tot eeuwen om die te kraken. In een tijdperk met volwassen quantum-technologie geldt dat uitgangspunt niet meer.

De quantum-computer van de toekomst kan veel van de huidige versleuteling in zeer korte tijd ontmantelen. Daarmee bewegen we richting een kantelpunt in de geschiedenis van digitale veiligheid – geen D‑Day op de stranden van Normandië, maar een Q‑Day in onze digitale infrastructuur. Wie zijn communicatie ook dan veilig wil hebben, moet nu beginnen met handelen.

Waarom onze communicatiebeveiliging onder druk komt te staan

Quantum-technologie benut natuurkundige wetten op de allerkleinste schaal – op het niveau van atomen en nog kleinere deeltjes. Stel je een complexe rekenpuzzel voor als een gigantisch doolhof met talloze mogelijke routes en slechts één correcte uitweg. Een klassieke computer verkent dat doolhof stap voor stap en probeert pad na pad, totdat de juiste combinatie is gevonden.

Een quantum-computer daarentegen maakt gebruik van quantum-effecten om tegelijkertijd meerdere paden te verkennen. Daardoor kan het correcte pad veel sneller worden geïdentificeerd dan met traditionele rekenkracht. Diezelfde eigenschap maakt het mogelijk om razendsnel met uiterst complexe wiskundige structuren te werken.

En precies die wiskundige problemen liggen aan de basis van veel van de cryptografie waarmee we nu onze data beveiligen. De aanname was: als het voor klassieke computers praktisch ondoenlijk is om de onderliggende berekening uit te voeren, is het systeem veilig. Quantum-technologie haalt dit uitgangspunt onderuit. Wat vandaag extreem lastig te kraken is, kan morgen relatief eenvoudig worden ontsleuteld.

Nu stelen, later ontsleutelen

Het lijkt misschien een ver-van-mijn-bedshow: de dag waarop een quantum-computer krachtig genoeg is om veelgebruikte versleutelingsstandaarden in de praktijk te breken. Het kan nog jaren duren voordat zulke systemen breed beschikbaar zijn voor kwaadwillenden. Maar wie daaruit afleidt dat het risico voorlopig beperkt is, kijkt maar naar een deel van het plaatje.

Aanvallers hoeven namelijk niet te wachten tot die toekomstige quantum-hardware er staat. Ze kunnen nu al grote hoeveelheden versleutelde gegevens buitmaken – van medische dossiers tot diplomatieke communicatie en bedrijfskritisch R&D-materiaal – om die later alsnog te ontsleutelen, zodra de technologie rijp is. Dit fenomeen staat bekend als ‘steal now – decrypt later’.

Het gevolg: informatie die vandaag versleuteld wordt verstuurd, maar jarenlang waardevol blijft, loopt een reëel toekomstig risico. Denk aan langlopende contracten, strategische bedrijfsplannen of staatsgeheimen. Met elke gigabyte aan gevoelige data die nu over het internet gaat, groeit de potentiële schade op het moment dat een aanvaller in de toekomst over voldoende quantum-rekenkracht beschikt.

Pak de kansen van quantum-technologie

Daarom is het noodzakelijk om nu al te investeren in nieuwe methoden om data en communicatie te beschermen. Twee benaderingen springen eruit.

De eerste is post-quantum cryptografie (PQC). Daarbij worden nieuwe cryptografische algoritmes ontwikkeld die gebaseerd zijn op wiskundige problemen waarvan wordt aangenomen dat ze ook voor quantum-computers moeilijk op te lossen zijn. Het idee is dat bestaande protocollen en systemen in de loop der tijd worden vervangen of aangevuld met deze quantum-bestendige varianten.

De tweede benadering is quantum key distribution (QKD). In plaats van wiskundige aannames worden hier natuurkundige principes ingezet om sleutels veilig uit te wisselen. QKD maakt gebruik van individuele lichtdeeltjes om encryptiesleutels te coderen en te verzenden. Door de natuurkundige eigenschappen van deze deeltjes is het fundamenteel niet mogelijk om ongemerkt mee te luisteren: elke poging tot onderschepping laat sporen na in het signaal. Daardoor wordt het veel moeilijker om in het geheim data te kopiëren of sleutels te stelen.

Door nu met z’n allen te investeren in dit soort technologieën, kan Nederland uitgroeien tot sleutelspeler in een opkomende wereldmarkt. Dat levert hoogwaardige werkgelegenheid en economische waarde op, of je nu een quantum-bedrijf bent, onderzoeker of start-up. Tegelijkertijd draagt een eigen quantum-veilige infrastructuur bij aan digitale soevereiniteit: Nederland en Europa worden minder afhankelijk van anderen en staan sterker aan internationale onderhandelingstafels.

Richting een Europese quantum-backbone

In Nederland wordt al intensief gewerkt aan de basis voor quantum-veilige communicatienetwerken. Op Europees niveau bouwt de Europese Commissie binnen het Digital Europe Programme aan EuroQCI, een Europese quantum-communicatie-infrastructuur die nationale initiatieven met elkaar verbindt, waaronder het Nederlandse QCINed-programma. Het doel is om te komen tot een quantum-veilige backbone waar zowel overheden als bedrijven gebruik van kunnen maken.

Een aantal landen loopt hierin al concreet voorop. Nederland, Duitsland, Frankrijk, Italië en Spanje beschikken vandaag over operationele testnetwerken. Deze infrastructuren vormen de eerste bouwstenen van een bredere digitale ruggengraat die technologische grenzen verlegt, economische groei mogelijk maakt en de technologische zelfstandigheid van Europa versterkt.

Zorg dat Q‑Day op de agenda van elke organisatie belandt

Tegelijk is duidelijk dat we er met overheidsprogramma’s en testnetwerken alleen niet zijn. Het traject richting een quantum-veilige toekomst vraagt brede betrokkenheid. Iedere organisatie die vertrouwelijke data verwerkt of vitale processen aanstuurt, zal een eigen pad moeten uitstippelen.

De oproep is dan ook: begin op tijd. Verken welke data binnen de organisatie een lange houdbaarheid hebben en dus kwetsbaar zijn voor het ‘steal now – decrypt later’-scenario. Experimenteer met post-quantum cryptografie en, waar relevant, met QKD. Bouw kennis op, test in pilots, en betrek partners in de keten.

Wie nu investeert in kennis en voorbereidingen, vergroot de kans om ook na Q‑Day tot de koplopers te behoren – in veiligheid én in innovatiekracht. Niet als een eenmalige exercitie, maar als een doorlopend proces waarin organisaties hun beveiliging stap voor stap klaarstomen voor het quantum-tijdperk.

Door: Alexander Scheltinga (foto), program manager Quantum Internet Networks bij Quantum Delta NL