Geen producten in de winkelwagen.
Hij glimt al net zo als de gouden belofte erachter. Een rechthoekige module van metaal, met op regelmatige plekken ronde putjes erin. ‘Daar worden de kabels aangesloten, binnenin zitten de qubits’, wijst Matthijs Rijlaarsdam. Hij toont de quantumprocessor die zijn startup QuantWare heeft ontwikkeld.
Hart van de quantumcomputers
Het vergulde kastje is het hart van een quantumcomputer en zó in trek, dat QuantWare de leidende processorleverancier voor quantum computing wil worden. Met klanten in 18 landen, van universiteiten tot techgiganten, is het bedrijf uit Delft al goed op weg, in een markt die met een omvang van 5 miljard per jaar best overzichtelijk is.
Critici zullen zeggen: non-existent want de quantumcomputer voor bedrijven is voorlopig nog een grote belofte. Hij maakt gebruik van de principes van de quantummechanica om complexe berekeningen uit te voeren.
In tegenstelling tot klassieke computers, die informatie opslaan als bits (0 of 1), maken quantumcomputers gebruik van qubits. Een qubit kan niet alleen 0 of 1 zijn, maar ook beide tegelijk. Onder andere dat maakt dat een quantumcomputer bepaalde problemen veel sneller kan oplossen.
Efficiëntere AI, nieuwe medicijnen
Quantum computing kan zorgen voor efficiëntere AI, die rekenkracht en energie vreet. Voor nieuwe medicijnen, nieuwe materialen, maar ook voor het waardeloos worden van bestaande IT-beveiliging die leunt op encryptie. Maar misschien is de klimaatramp ook wel af te wenden dankzij quantum.
Allemaal beloften uit het lab, want de quantumcomputer die geschikt is voor commerciële toepassingen bestaat nog niet. Het blijft voorlopig experimenteren, tegen elkaar opbieden met het aantal qubits in een systeem en hoe goed die werken – in het geval van de supergeleidende qubits onder een extreem lage temperatuur van net boven de min 273 graden Celsius.
Maar hoe dan ook is het doorbraaktechnologie, en niet alleen Rijlaarsdam opereert in de voorhoede ervan.
Bijzonder clubje in een buitengewone niche
Zo’n beetje om de hoek van QuantWare zitten Delft Circuits, Qblox en Orange Quantum Systems: quantumstartups die allemaal een vergelijkbare wereldfaam hebben. De een levert de kabels die bij superlage temperaturen foutloos signalen doorgeven, de ander besturingselektronica en een derde software voor foutcorrectie.
Samen met een paar handenvol andere Nederlandse startups leveren ze de cruciale onderdelen waaruit over de hele aardbol supercomputers worden gebouwd. Een bijzonder clubje, in een buitengewone niche. Hoe het komt dat Nederland daarin zo’n sterke positie heeft?
Quantum computing is relatief jong, al is het een stuk ouder dan de startups die de afgelopen jaren zijn opgericht. De founders hebben opvallend vaak in Delft gestudeerd en dat is geen toeval. Delftse natuurkundigen als Ronald Hanson, Leonardo DiCarlo en Leo Kouwenhoven, en een generatie eerder Hans Mooij, hebben hun vakgebied de afgelopen decennia flink vooruitgeholpen.
Nederlandse quantumfaam
Vanuit de hele wereld komen studenten en onderzoekers dan ook af op de Nederlandse quantumfaam. Toptalenten willen zijn waar het gebeurt, de plek waar onderzoek en ontwikkeling als eerste in een volgende fase belanden. Dan helpt het dat onze onderzoeksinstituten steevast in de top 3 eindigen op lijstjes die ertoe doen, tussen het Amerikaanse MIT en de universiteit van Shanghai.
Het klopt dat Nederland vroeg heeft geïnvesteerd in onderzoek naar quantumtechnologie, dat naast Delft ook in Amsterdam, Leiden en de technische universiteiten van Eindhoven en Enschede wordt gedaan. Maar daarmee werd quantum niet vanzelf business.
Wetenschappelijk onderzoek als motor
Dat is te danken aan iets anders waarin Nederland best goed is: privaat-publieke samenwerking. Zoals in QuTech, het onderzoekscentrum waarin TU Delft en TNO vanaf 2013 samenwerken aan quantumcomputing en quantuminternet. Grootheden als DiCarlo, Hanson en Lieven Vandersypen hebben daar hun onderzoeksgroepen.
Microsoft en Intel komen er over de vloer en investeerden ook mee. ‘Het is een van de allergrootste en beste onderzoekscentra ter wereld,’ zegt Rijlaarsdam, die er onderzoek deed. ‘Heel bijzonder, en dat trekt enorm veel internationaal talent aan.’
Lees ook: 10 scaleup-ceo’s luiden de noodklok: ‘Nieuwe kabinet moet gefocust inzetten op deep tech’
Niels Bultink, medeoprichter en ceo van startup Qblox, deed zijn phd als onderzoeker binnen QuTech, waar soft- en hardware werd ontwikkeld die nodig is om een quantumcomputer aan te sturen. ‘Wetenschappelijk onderzoek is de grote motor waaruit bedrijven zoals het onze kunnen ontstaan.’
Qblox grootste quantum-scaleup
‘Omdat we in Nederland vooroplopen met quantumonderzoek, moest QuTech de aansturingstechnologie zelf ontwikkelen. Daarvoor misbruikten we aanvankelijk apparatuur die helemaal niet bedoeld was voor quantumcomputing. Wij werkten aan meer schaalbare oplossingen, mijn medeoprichter Jules van Oven als ontwikkelaar en ik min of meer als gebruiker. Samen besloten we deze technologie uit te spinnen.’
Ook Qblox, dat afgelopen juni nog 26 miljoen dollar ophaalde bij onder meer Invest-NL, heeft al ruim honderd klanten voor zijn kast, waarin klanten modules kunnen steken waarmee ze pulsen naar de qubits kunnen sturen en het resultaat eruit filteren. De apparatuur werkt samen met diverse ‘merken’ quantumchips en is al geïntegreerd in een van ‘s werelds krachtigste supercomputers.
Bultink: ‘Het overgrote deel van de markt heeft ons systeem in huis.’ Met rond de honderd mensen in dienst drijft hij de grootste Nederlandse quantum-scaleup. ‘Ook dit jaar verdubbelen we weer ongeveer ons team. Een kwart is gepromoveerd, ik schat dat 20 procent in Delft heeft gestudeerd, maar veel mensen komen uit het buitenland.’
Overheidsgeld en Quantum Delta NL
Staatsinvesteerder Invest-NL is niet de enige die overheidsgeld investeert in het quantumecosysteem. Quantum geldt als een van de tien sleuteltechnologieën waarop het vorige kabinet inzette als bron van toekomstige welvaart. In 2020 werd Quantum Delta NL opgetuigd, een consortium dat 615 miljoen euro uit het Nationaal Groeifonds kreeg om het quantumecosysteem verder te ontwikkelen. Via onderzoek en ontwikkeling, het opleiden en aantrekken van talent, adviezen aan leveranciers en afnemers van de technologie.
Lees terug: Rianne Letschert: ‘Vraag me af of iedereen echt begrijpt hoe belangrijk Groeifonds is’
‘Zonder het Groeifonds waren we in Nederland met quantum nooit zover gekomen’, zegt Freeke Heijman. Zij was vanuit het ministerie van Economische Zaken (en toen nog Klimaat) al in 2013 betrokken bij QuTech en heeft aan de wieg gestaan van Quantum Delta NL als medeoprichter en directeur ecosysteemontwikkeling.
Onlangs nam ze afscheid. Ze stopt op een goed moment, vindt ze. ‘De pioniersfase is voorbij, Quantum Delta NL staat op de rit en is in een fase beland waarin alles wat we hebben opgezet vooral goed beheerd moet worden.’
Subsidies, labs, kapitaal en advies
Een internationale evaluatiecommissie heeft dit voorjaar vastgesteld dat Quantum Delta goed functioneert en de laatste fase van het Groeifonds-programma komt eraan. ‘Natuurlijk werd er vóór Quantum Delta ook al onderzoek gefinancierd. En de kiem van een ecosysteem van bedrijven was al aan het ontstaan. Maar een bloeiend ecosysteem heeft versnelling en meer schakels nodig, die Quantum Delta NL nu met een ongekende snelheid kan bedienen.’
Wat de startups betreft, die krijgen subsidies van Quantum Delta en via het vorig jaar opgezette QDNL Participations ook rechtstreeks kapitaal, zoals QuantWare. Ze vinden ook onderdak, in het House of Quantum, een verzamelgebouw met bedrijfsruimten, labs en andere faciliteiten voor de ‘quantum community’.
Met Infinity biedt Quantum Delta advies aan wetenschappers hoe zij hun onderzoek op de juiste manier, met de juiste partners, commercieel kunnen maken. ‘Toen ik in 2013 betrokken raakte bij QuTech vanuit het ministerie, was quantum nog een vrij gesloten wetenschappelijke omgeving met weinig voorbeelden van succesvolle spin-outs.’ Dat is nogal veranderd, terwijl ondernemende topwetenschappers goed contact blijven houden met de startups.
Startups draaien mee in onderzoeksprogramma’s
Rami Barends is zo’n quantum-ster, vertelt Rijlaarsdam van QuantWare, die na baanbrekend onderzoek aan TU Delft naar de VS ging, daar bij Google werkte en inmiddels in Duitsland quantumonderzoek doet. ‘Hij was van begin af aan als angel investeerder betrokken en komt net als onze andere wetenschappelijke adviseurs af en toe langs voor een lezing.’
Veel startups draaien ook mee in de wetenschappelijke onderzoeksprogramma’s die Quantum Delta financiert. ‘Die samenwerking met de wetenschap is fantastisch om onze technologie verder te brengen,’ zegt Bultink. De snelheid waarmee de programma’s worden opgetuigd, kan wel wat omhoog.
‘En ik vind dat bedrijven als wij een wat grotere rol zouden mogen krijgen bij de opzet, het bepalen welk probleem je wilt oplossen. Nu hebben TNO en de universiteiten hierin een veel grotere stem.’
Nederlandse startups zijn toeleverancier
Wat opvalt: de Nederlandse quantumstartups zijn op een na allemaal toeleverancier. ‘Door je te focussen op één onderdeel kun je de meeste waarde toevoegen’, verklaart Rijlaarsdam. ‘Zo heeft ook de klassieke chipindustrie zich ontwikkeld. In de jaren vijftig bouwden bedrijven hun eigen mainframes maar inmiddels maakt niemand meer zijn eigen chips. ASML maakt nu de beste chipmachines ter wereld, voor chips die door de ene partij worden ontworpen en door weer een derde partij worden gefabriceerd. Die specialisatie, dat is onze play.’
Sal Jua Bosman, oprichter van Delft Circuits, dat supergeleidende circuits op flexibele plastic tapes maakt die je oneerbiedig ‘kabels’ mag noemen, zocht die specialisatie bewust op in de loop van zijn jaren als onderzoeker aan de TU Delft. ‘Ik had een stapel ideeën voor componenten om me op te richten. Het werden cryogene kabels, omdat het een schaalbare business oplevert en ze toepasbaar zijn in verschillende systemen, ook buiten de quantumcomputers.’
Delft Circuits heeft Nasa, Google en Intel als klant
Inmiddels werken bij Delft Circuits (‘die initialen staan eigenlijk voor Delft Cowboys’), dat vorig jaar ruim 6 miljoen ophaalde, circa veertig mensen aan de flexibele circuits en levert Bosman zeven jaar na de start aan klanten als Nasa, Google en Intel. ‘Onze kabels gaan binnenkort de ruimte in.’ Op dit moment zet Delft Circuits enkele miljoenen om, volgens de oprichter kan dat na 2028 oplopen tot 100 miljoen.
Lees ook: Hoe krijgen we meer universitaire startups? ‘Laat het vaker over aan mensen van buiten’
Met de andere startupondernemers zijn de relaties hecht. Ze komen elkaar ook om de haverklap tegen bij klanten die hun onderdelen combineren in hun quantumcomputers. Bosman: ‘We hebben in Delft een soort mini-waardeketen gecreëerd. Die is heel robuust, we zitten echt in pole position. Het is nu vooral zaak om als ecosysteem wat we nu hebben te verdiepen en te verbreden. Nu is veel gericht op supergeleidende qubits, maar fotonica is ook interessant.’
QuiX Quantum bouwt een quantumcomputer
Daarop zet QuiX Quantum uit Enschede in, die als enige Nederlandse ‘system integrator’ momenteel een fotonische quantumcomputer bouwt, voor een Duits lucht- en ruimtevaartlab. De Duitse ceo van QuiX stelde onlangs, dat al die Nederlandse toeleveranciers het belang onderschatten van een eigen quantumcomputer.
Die kunnen de toeleveranciers samen ook wel bouwen, zegt Rijlaarsdam, en dat gebeurt momenteel ook. Bij QuTech wordt gewerkt aan project Hectoqubit/2, wat straks de grootste quantumcomputer van Nederland zal opleveren, toegankelijk via de publieke cloud en betaald door Quantum Delta NL.
‘Maar zo’n high performance computer vermarkten is een tweede. Dat laat ik nu graag over aan de partijen die daarin al actief zijn. Maar het zou mooi zijn als straks ook een Nederlandse partij als systeemintagrator aan de slag gaat zodra de markt er is. Dit is een marathon, geen sprint.’
Positie kiezen in de waardeketen
Die Nederlandse quantumcomputer gaat er wel komen, denkt Bultink van Qblox. ‘Maar belangrijker is dat je zo’n positie hebt in de waardeketen dat niemand om je heen kan, net als met ASML. Wij kiezen voor de controle-elektronica, maar dat kan net zo goed met kabels, de quantumchip of als systeemintegrator.’
‘Veel bedrijven uit de klassieke hoek kijken ook zo naar quantum: ze zoeken een strategische positie die bij ze past. Microsoft is bezig met de softwarelaag boven die van ons, Amazon werkt aan cloudinfrastructuur voor quantum.’
Het gaat in Nederland tot nu toe om een overzichtelijke 25 startups, die op Qblox na geen van allen dubbelcijferige funding hebben opgehaald. Dat raakt meteen aan een van de antwoorden op de vraag hoe Nederland zijn quantumsucces verder kan uitbouwen. Met meer startups, en vooral startups die kunnen doorgroeien.
Heijman: ‘In de hele vroege fase gaat het steeds beter, maar voor de grotere investeringsronden is in Nederland en Europa een gebrek aan partijen die willen instappen. Daar zouden bijvoorbeeld pensioenfondsen meer kunnen doen.’
Slechte toegang tot kapitaal
Het is iets waar alle deeptech-scaleups tegenaan lopen: in hun eerste jaren draaien ze op innovatiesubsidies en -leningen, plus bescheiden funding. Rijlaarsdam: ‘Maar naarmate je als startup volwassener wordt, moet je snel kunnen bewegen richting de markt. De toegang tot kapitaal is in Europa en in Nederland onder de maat, terwijl het belangrijk is dat de vruchten van de quantumonderzoek in Nederland worden geplukt.’
Rijlaarsdam ondertekende namens de quantumsector met negen andere deeptech-ceo’s onlangs een manifest dat het kabinet oproept zich te focussen op een beter innovatieklimaat in Nederland. Daarin komen naast een pleidooi voor gefocust en consistent overheidsbeleid zaken naar voren die voor verbetering vatbaar zijn en overlappen met de analyse van Heijman.
Wat de universiteiten en andere onderzoeksinstellingen betreft, hier speelt startupondernemers parten wat ook in andere deep tech nog te vaak verkeerd gaat: het spin-out proces kost teveel tijd (en soms bloed, zweet en tranen).
Rotterdamse haven als launching customer
Talent, ook daarop moet Nederland zuinig zijn. ‘We zijn nu nog een magneet voor talent, maar het buitenland zit ook niet stil. Denemarken heeft een interessant ecosysteem, in Duitsland en Zwitserland gebeurt ook van alles. En dat is alleen nog maar Europa.’
Verder zou het ecosysteem gebaat zijn bij meer launching customers, stelt Heijman. ‘Dat kan de overheid zijn, of kennisinstellingen. Geef startups de mogelijkheid om producten te verkopen ook als ze nog niet helemaal gecertificeerd zijn. Een van de startups zei eens gekscherend dat het makkelijker was om met Nasa zaken te doen dan met een Nederlandse universiteit.’
Een vroeg voorbeeld van een min of meer commerciële toepassing is de Rotterdamse haven, waar de Delftse startup Q*Bird in opdracht van het havenbedrijf werkt aan de installatie van quantumbeveiligde communicatie tussen vier locaties in de haven.
Bedrijven betrekken bij technologie
In een volgende fase moet zich ook een eindgebruikersmarkt ontwikkelen. Heijman: ‘Partijen in de financiële sector of logistiek, vliegtuigbouwers, de farma: er zijn heel veel bedrijven die voor hun core business quantum kunnen inzetten maar ze zijn lastig te betrekken bij zo’n nieuwe technologie. Het is geen kwestie van inkopen maar in een vroege fase in projecten stappen, verkennen wat zinvolle applicaties zijn.’
‘Maar de markt voor R&D is niet klein hoor, daar gaat ook jaarlijks 5 miljard in om’, zegt Rijlaarsdam. ‘De kunst is niet daarin verzand te raken en je op het juiste moment te richten op systemen voor eindgebruikers. Daarop bereiden we ons intern voor.’
Grote belofte ingelost
Tot slot die grote belofte. Wanneer wordt die ingelost? De quantumondernemers houden het op vijf tot tien jaar. Rijlaarsdam: ‘Voor research zijn we dichtbij een quantumsysteem dat dingen kan die gewone computers niet kunnen. Daarna moet het nog wat groter worden om te zorgen dat het economisch relevant is. Maar de use cases zijn er, en de impact zal zo groot zijn dat het voor enorme disruptie zal zorgen.’
Bultink ziet tegen die tijd Nederland als een Silicon Valley voor quantum door zijn oogharen. ‘Een enorm ecosysteem met ook buitenlandse bedrijven die hier naartoe trekken. Je ziet ze nu al komen: Intel en Microsoft maken al deel uit van samenwerkingen. Maar onze scaleups moeten wel snel naar een grotere schaal. Qblox is de grootste van de Benelux en een van de grotere in de EU, maar in de VS zijn al spelers met meer dan duizend mensen.’
‘Er moeten gewoon een paar dubbeltjes de goede kant op vallen’, lacht Bosman van Delft Circuits. ‘Mijn vermoeden is dat die commerciële toepassing er veel eerder komt dan iedereen denkt. Je kunt op je klompen aanvoelen dat op dit moment ergens wordt gebouwd aan een rekenbeest waarbij conventionele computers niet in de buurt komen.’
Lees meer over academische spin-outs:
- Nederland verdient meer academische spin-outs: hoe gaan we dat regelen?
- Startup-founders worstelen met de universiteit als aandeelhouder
- Met deze ‘deal terms’ geven universiteiten hun startups duidelijkheid
