Leer net als koning Willem-Alexander iets over kwantumcomputers van bijlesdocente Willemijn!

Sterke bijlesverhalen 7 min read

Lijkt kwantummechanica voor jou ook Chinees? We stellen je in dit artikel graag voor aan bijlesdocente Willemijn: duikgids in Colombia met een PhD in kwantumcomputers. Over dit onderwerp gaf ze zelfs een presentatie aan onder andere Koning Willem-Alexander! BijlesHuis mag zich dus gelukkig prijzen met zo’n topper in ons docentennetwerk. Benieuwd naar Willemijn en enkele basisconcepten van quantum computing? Lees dan zeker verder!

Wie is bijlesdocente Willemijn?

Willemijn was tijdens haar middelbare opleiding altijd een grote fan van wiskunde en fysica. Bijgevolg was de keuze om Technische Natuurkunde te gaan studeren snel gemaakt. Tijdens haar masteropleiding werd ook haar liefde voor reizen aangewakkerd. In het kader van haar onderzoekstage ging ze vijf maanden naar Australië, waarvan ze drie maanden stage liep bij ANSTO (Australian Nuclear Science and Technology Organisation). ANSTO is een organisatie die probeert oplossingen te vinden voor grootse wetenschappelijke vraagstukken op gebied van gezondheid, milieu,… Hiervoor gebruikt deze organisatie een van ‘s werelds modernste nucleaire onderzoeksreactoren. En hier mocht Willemijn dus even deel van uitmaken, hoe cool is dat! 🤩

willemijn, kwantumcomputers

Willemijn en haar bijdrage tot quantum computing

Willemijn besloot een PhD te doen in Technische Natuurkunde en onderzoek te doen naar quantum computing. Quantum computing is de wetenschap waarbij kwantummechanica gebruikt wordt met als doel een krachtigere computer te ontwikkelen dan met de huidige technologie: kwantumcomputers. Willemijn manipuleerde hiervoor materialen op nanoniveau (niveau van de atomen) om er kwantumcomputerchips van te maken. 

Hiervoor werkte ze in een zogenaamde cleanroom, een extreem schone ruimte waar je alleen met een beschermend pak in mag. Niet om jou te beschermen, maar om de computerchips te beschermen van stof, huidschilfers en andere dingen die in vergelijking gigantisch zijn. De chips worden afgekoeld tot bijna nul kelvin (-273,15°C). Op het nulpunt staan deeltjes stil, in hun zogenaamde rusttoestand, waardoor ze onderzocht en gemanipuleerd kunnen worden. 

Leuk weetje: zelfs in het heelal is het niet zo koud als in zo’n koelopstelling. Het koudste plekje bevindt zich dus op aarde!

willemijn, clean room, quantumcomputing
de clean room

Maar wat is nu het verschil met een supercomputer die bijvoorbeeld reeds gebruikt wordt om het weer te voorspellen of medicijnen te ontwikkelen? Een kwantumcomputer heeft nog veel meer computerkracht om nog krachtigere berekeningen maken. Dit leidt niet alleen tot betrouwbaardere antwoorden, maar ook op specifiekere antwoorden, en antwoorden die vroeger niet eens berekend konden worden.

Om een voorbeeld te geven: huidige supercomputers doen berekeningen om medicijnen te ontwikkelen voor de mens in het algemeen. Maar iedereen reageert er toch net anders op. Kwantumcomputer zouden kunnen werken aan persoonlijke medicatie. Andere mogelijke doeleinden van de kwantumcomputer is informatie vinden in heel grote databases of online informatie versleutelen zodat het nooit gekraakt kan worden.

Maar hoe gaat dit precies in allemaal in zijn werk? En wat is quantum mechanica nu precies? Ver-van-mijn-bedshow en ingewikkelde materie? Willemijn legt het graag aan ons uit in lekentaal:

clean room, kwantumfysica, kwantumcomputers

“Als we inzoomen naar een kleiner niveau, dan werken de normale krachten die we kennen uit het dagelijkse leven niet meer. Zo heeft bijvoorbeeld een deeltje, zoals een atoom of een elektron, geen precieze locatie, zoals een tafel en een stoel dat wel hebben. Zulke kwantummechanische deeltjes hebben voor iedere plek een bepaalde waarschijnlijkheid om op ieder afzonderlijke plek te zijn.

We kunnen dit niet direct waarnemen, maar als je een observatie doet waar zo’n deeltje is, dan zul je het deeltje op een bepaalde locatie meten. Stel je kan het deeltje weer precies in dezelfde toestand krijgen, en je doet vervolgens weer een meting, dan meet je weer een locatie, dezelfde of een andere. Als je dit nu heel vaak herhaalt, zullen de gemeten locaties de waarschijnlijkheden tonen van de originele toestand. Deze theorie, die niet alleen geldt voor locatie maar ook voor een andere toestandseigenschappen, heet de kwantummechanica. Het gekke van de kwantummechanica is dus dan een deeltje, voordat het gemeten wordt, als het ware op alle plekken tegelijk is! Het deeltje “kiest” pas een locatie als wij hem meten.

Een heel gek concept, waarmee slimme koppen aan de slag zijn gegaan om een nieuw soort computer te ontwerpen. Als een kwantummechanisch deeltje in verschillende toestanden tegelijk kan zijn, dan is het daardoor mogelijk om heel veel antwoorden tegelijk te checken. Hierdoor zijn kwantumcomputers veel krachtiger dan computers zoals we die kennen. Denk bijvoorbeeld aan een computer die een cijferslot wil kraken. Een huidige computer moet alle mogelijke combinaties één voor één checken totdat hij bij de juiste code aankomt. De kwantumcomputer daarentegen kan al deze combinaties tegelijkertijd checken, en heeft daardoor veel sneller het antwoord.”

Willemijn en haar ontmoeting met de koning

Als kers op de taart van haar PHD-onderzoek mocht Willemijn een presentatie geven op de openingsceremonie van een nieuw laboratorium. Nederland hecht bijzonder veel waarde aan kennis, waardoor er ook enkele belangrijke personen aanwezig waren, waaronder Koning Willem-Alexander en prins Constantijn. Jawel, Willemijn mocht dus een presentatie geven aan koning Willem-Alexander! Achteraf kwam prins Constantijn bij Willemijn om haar de hand te schudden en haar te feliciteren met haar heel goede presentatie. 😮

Willemijn kijkt met heel veel plezier terug naar haar PhD. Ze omschrijft het als creatief, afwisselend en dynamisch werk.

“Je doet onderzoek naar iets dat nog nooit eerder iemand onderzocht heeft. Dat maakt het allemaal heel spannend. Het is net als een grote zoektocht waarbij je hoopt een schat te vinden. Als je onderweg een schat vindt of iets anders bereikt dan het vooropgestelde doel, dan is dat ook heel mooi. Je weet vooraf niet wat je gaat vinden.”- Willemijn

Willemijn en BijlesHuis

Na haar PhD besloot Willemijn om de wereld verder te ontdekken voor ze op een jobaanbieding inging. Als soloreiziger ging ze voor een aantal maanden naar Colombia. En, je gelooft het nooit, juist daar leerde ze BijlesHuis kennen. Willemijn verbleef in het vissersdorpje Taganga om haar diploma tot duikgids te halen. In haar hostel ontmoette ze Lien, een bijlesdocente via BijlesHuis. Liens enthousiasme over BijlesHuis overtuigde Willemijn al snel om zich ook aan te melden. Bovendien vond ze lesgeven altijd een heel fijn onderdeel van haar PhD. Haar passie voor lesgeven kunnen blijven verderzetten via online bijles én intussen reizen, dit was voor Willemijn de ideale situatie!

duikgids, kwantumcomputers
Willemijn aan het duiken

Intussen, bijna een jaar later, geeft Willemijn nog steeds bijles voor BijlesHuis. Eerst deed ze dat op locatie in Nederland, maar momenteel opnieuw online vanuit Zuid-Amerika. Ze vindt de online leeromgeving van BijlesHuis perfect om persoonlijke 1-op-1 online bijles te geven. Het biedt onder andere de mogelijkheid om bestanden te uploaden en bewerken, maar je kan ook jouw scherm delen of samen cobrowsen. Willemijn zelf is het meest fan van het interactieve digitale schoolbord. Het is net zoals de leerling naast jou zit, ook al zitten er letterlijk duizenden kilometers tussen.

“Toen Lien vertelde dat zij online bijles gaf via BijlesHuis, was ik meteen enthousiast. Ik wist al dat ik bijles geven heel leuk vind. Het was mij ook meteen duidelijk dat BijlesHuis kwaliteit vraagt van de docent. Ik heb intussen al veel leerlingen geholpen. Niet alleen kan ik zo toch nog een beetje bezig blijven met fysica en wiskunde, maar ook vind ik het enorm bevredigend om te zien hoe leerlingen zich kunnen verbeteren. Mijn doel is pas echt bereikt als ze niet meer bang zijn om een som te maken, of zelfs er lol in beginnen te krijgen! Dan volgen de cijfers vanzelf.”

Volg zelf bijles fysica, wiskunde of chemie met Willemijn

Wie graag bijles wil volgen met Willemijn voor fysica, wiskunde of chemie kan op de website van BijlesHuis bijles met haar aanvragen. Of bijles over kwantumcomputers! :-) Willemijn probeert de leerstof telkens zo goed mogelijk toe te passen op de leefwereld van de student en krijgt daar altijd positieve reacties over:

“Onze dochter had direct een klik met Willemijn en heeft de bijlessen als heel positief ervaren. Willemijn kan het goed overbrengen, is heel flexibel en het contact verliep heel prettig.” - Mama van Melanie (6e middelbaar)
“Artin has progressed in math and he likes his teacher a lot. Looks like is professional in her job and could make Artin enthusiastic.” Somayeh, mama van Artin (2e middelbaar)

Of ben je op zoek naar bijles aan huis, of bijles voor een ander vak? BijlesHuis kijkt vrijblijvend welke docent bij jou past en stelt die aan je voor. Meld je hier aan bij BijlesHuis!

Op de hoogte blijven van onze artikels? Schrijf je in op onze maandelijkse nieuwsbrief:

sterke verhalen kwantumcomputer wiskunde
Updates ontvangen met didactische inzichten?
Sign up for our newsletter