Francqui-Prijs door koning Filip uitgereikt aan topfysicus prof. Frank Verstraete

(13-06-2018)

© VRT NWS - 12 juni 2018

"Helft van wereldeconomie draait op inzichten uit kwantummechanica"

Fysicus Frank Verstraete van de Universiteit Gent kreeg de belangrijkste Belgische wetenschapsprijs voor zijn onderzoek in de kwantummechanica. Hij ontwikkelde de zogenoemde “Quantum Tensor Networks”, een nieuwe taal die het mogelijk maakt om de problematiek van veeldeeltjesverstrengeling beter te begrijpen en te beschrijven. Het theoretisch kader van Verstraete is toepasbaar op verschillende domeinen in de kwantummechanica en opent bovendien concrete perspectieven voor de ontwikkeling van kwantumcomputers. 

Frank Verstraete werkt in het domein van de kwantummechanica, een discipline die de wereld bestudeert op microscopisch niveau. Het omvat onderzoek naar atomen en deeltjes die nog kleiner zijn dan atomen, en waarvoor de klassieke natuurwetten uit de fysica niet meer gelden.

In de zoektocht naar een nieuw theoretisch kader voor dit onderzoeksgebied, heeft Verstraete als het ware een nieuwe taal gecreëerd, “Quantum Tensor Networks”, om het gedrag en de verbindingen van minuscule kwantumdeeltjes weer te geven in een wiskundig formalisme.

Die verbindingen tussen kwantumdeeltjes worden ook veeldeeltjesverstrengeling genoemd. Het is een fenomeen waarbij twee of meer natuurkundige objecten zodanig met elkaar verbonden zijn, dat men het ene object niet meer volledig kan beschrijven, zonder ook het andere object of de andere objecten daarbij te betrekken. Albert Einstein noemde het "spookachtige actie op afstand".

100 jaar geleden dacht men dat kwantummechanica nooit nuttig zou zijn. Nu draait ongeveer de helft van de wereldeconomie op inzichten uit de kwantummechanica. 

De ontdekking van Verstraete  opent de deur naar het ontwikkelen van kwantumcomputers, een soort supermachines die veel slimmer en krachtiger zijn dan de huidige systemen. Ze zouden bijvoorbeeld dure experimenten in de farmaceutische industrie efficiënter, en op termijn misschien zelfs overbodig kunnen maken.

Bovendien heeft een beter begrip van kwantumverstrengeling het potentieel om alle bestaande codes in de cryptografie te kraken, maar ook om te leiden tot de disruptieve innovatie van materialen die supergeleidend zijn op kamertemperatuur, met enorme gevolgen voor bijvoorbeeld de batterijduur van elektronische apparaten.

De mogelijke toepassingen van quantum computing zijn dus erg veelzijdig en zouden in de volgende 10 à 20 jaar een gigantische vooruitgang in onze maatschappij kunnen betekenen.

Kwantummechanica zo begrijpbaar mogelijk maken

Professor Frank Verstraete is reeds van jongs af aan gepassioneerd door de exacte wetenschappen en heeft met veel succes van zijn hobby zijn beroep gemaakt. Zijn missie is het complexe en mysterieuze onderzoeksgebied van de kwantummechanica zo begrijpbaar mogelijk maken.

"100 jaar geleden dacht men dat kwantummechanica nooit nuttig zou zijn. Als je kijkt naar vandaag dan zie je dat de helft van de wereldeconomie op de één of de andere manier draait op inzichten die gekomen zijn uit de kwantummechanica", zegt professor Verstraete. Zonder kwantummechanica zou er bijvoorbeeld nu geen kernenergie of internet zijn.

Na een verblijf aan Caltech in de VS werd professor Verstraete hoogleraar aan de Universiteit van Wenen, en tot op heden is hij ook onderzoeker en hoogleraar aan de Universiteit Gent. Hier concentreert hij zich voornamelijk op het onderzoeksgebied van veeldeeltjesverstrengeling en de implicaties voor quantum computing.

Verstraete werd als fysicus reeds meerdere malen onderscheiden voor zijn werk. Zo ontving hij in 2009 de Ignaz Lieben award, ook wel de Oostenrijkse Nobelprijs genoemd, uitgereikt door de Oostenrijkse academie der wetenschappen. Verder kreeg hij een hele reeks prestigieuze beurzen aangeboden.

Professor Verstraete begrijpt enerzijds dat fundamenteel onderzoek door de abstractie minder aandacht krijgt dan andere wetenschapsdomeinen, maar wil dan weer niet dat de complexiteit als excuus wordt gebruikt om een limiet te stellen aan onze kennis.

Hij benadrukt dan ook het belang van fundamenteel onderzoek: “Niet alleen mensen buiten ons vakgebied, maar ook onderzoekers hebben vaak de neiging om kwantummechanica voor het grote publiek te herleiden tot een wereld van mysterie. Daar ga ik echter niet mee akkoord: het is niet het mysterie dat kwantumechanica zo fantastisch maakt, maar het feit dat het een rigide wiskundig formalisme geeft om de fascinerende microscopische wereld  te beschrijven. Fundamenteel 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 en eer dat de maatschappij mij steunt in die zoektocht."

Fundamenteel 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 en eer dat de maatschappij mij steunt in die zoektocht.

Professor Frank Verstraete, laureaat van de Francqui-prijs 2018

"Belgische Nobelprijs"

De Francqui-Prijs wordt ook wel eens de "Belgische Nobelprijs" genoemd, en dat heeft te maken met zijn rijke geschiedenis en internationale karakter.

De Francqui-Stichting werd in 1932 opgericht door de Belgische diplomaat Emile Francqui en de toenmalige Amerikaanse president Herbert Hoover. Beiden investeerden na WO I in verschillende wetenschapsorganisaties, om het onderzoek in België te stimuleren. Vandaag wordt de multidisciplinaire Raad van Bestuur van de stichting voorgezeten door ere-voorzitter van de Europese Raad en minister van Staat Herman Van Rompuy en de Gedelegeerd Bestuurder Professor Pierre Van Moerbeke, zelf een vroegere Francqui-laureaat. 

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. Dit jaar was het de beurt aan de exacte wetenschappen.

Verschillende laureaten van de Francqui-Prijs kregen later ook internationale prijzen, sommigen zelfs de Nobelprijs. Zo wonnen ook de Belgische Nobelprijswinnaars voor scheikunde en natuurkunde, Ilya Prigogine en François Englert, respectievelijk in 1955 en in 1982 deze eervolle onderscheiding voor exacte wetenschappen. 

Bekijk hieronder het portret van professor Frank Verstraete dat wetenschapsjournalist Koen Wauters maakte voor Het Journaal:

VIDEO: bekijk hieronder het fragment uit "Het journaal"  (klik op de foto)

Play knop

© VRT NWS - 12 juni 2018

Lees meer artikels over: