Qubits, katten in dozen, elektronenwolken, verstrengeling, superpositie, het onzekerheidsprincipe. Is het nog te volgen? Het zijn allemaal dingen uit de quantumfysica, de onbegrijpelijke natuurkunde die zich bezig houdt met het allerkleinste. Julia Cramer onderzoekt hoe het gesprek over deze bizarre quantumwereld aan te gaan met mensen buiten de wetenschap.

Quantumfysica is het gebied van natuurkunde dat beschrijft hoe de wereld op de allerkleinste schaal werkt. Deze kennis maakt een hoop hedendaagse technologie mogelijk, van je mobiele telefoon tot laserpointers. Gelukkig hoeven gebruikers geen verstand te hebben van de achterliggende natuurkunde. Dat hebben de experts wel.

De laatste jaren zijn deze experts bezig om de regels van quantumfysica op een nieuwe manier toe te passen, namelijk voor quantumtechnologie. Met die technologie kunnen zogenaamde quantumcomputers gemaakt worden. Dat zijn computers die heel anders werken dan gebruikelijke computers.

Maar wat kunnen we dan met die quantumcomputers? ‘Dat is de vraag die iedereen altijd stelt, wat heb je er uiteindelijk aan?’, zegt Julia Cramer, onderzoeker aan de Universiteit Leiden. ‘We kunnen wel leuk uitleggen wat een qubit is, maar mensen willen gewoon weten wat je er mee kan.’

Ze noemt twee voorbeelden van toepassingen. De eerste is het gebruiken van quantumcomputers voor hele snelle berekeningen. Dit is vooral heel handig wanneer computers veel dingen tegelijkertijd moeten uitrekenen, bijvoorbeeld voor toepassingen in scheikunde. De tweede is quantumcommunicatie, waar de bijzondere eigenschappen kunnen zorgen voor zeer veilige versleuteling van data.

Opschudden

Met deze toepassingen lijkt de impact van quantumtechnologie groot te worden. Maar bij het ontwikkelen van technologie met grote impact komen ook verantwoordelijkheden, aldus Cramer. ‘Als jij denkt dat je de boel gaat zitten opschudden, dan moet je de boel ook eerst een beetje klaarzetten.’

Daarom is het nodig om het gesprek met de maatschappij aan te gaan. ‘Je kan niet alleen als er een keer een journalist belt, even je verhaal vertellen en dan niet nadenken over wat dat betekent voor degene die dat artikel leest. Dan moet je ook echt gaan nadenken over: wie is diegene die dat artikel leest? Heeft die misschien meer informatie nodig?’

Cramer doet onderzoek naar hoe dit gesprek gehouden kan worden. Ze onderzoekt hoe quantumwetenschappers over hun onderzoek vertellen aan het algemene publiek. ‘Welke verhalen en woorden gebruiken experts?’ Vervolgens kijkt ze naar hoe de boodschap ontvangen wordt. ‘Wat betekent het voor mensen? Wat doet het met de houding van mensen?’

Er zijn nog veel open vragen in het vakgebied. Het is dan ook een redelijk nieuw gebied van onderzoek. ‘Het is leuk dat er nu nog bijna niks is. Ik kan het vakgebied zelf nog goed vormgeven.’ Ondanks de nieuwigheid is er al wel veel vraag naar dit soort onderzoek. Maar voor Cramer is het ook een kwestie van passie: ‘Communicatie ligt me gewoon heel goed. Ik vind het echt leuk en belangrijk.’

Ondanks dat ze nu communicatie onderzoekt, komt Cramer oorspronkelijk uit de natuurkunde. ‘Ik voel me wel echt een natuurkundige.’ Haar onderzoek nu zit op het raakvlak tussen natuurkunde en communicatie. ‘Het zijn precies de twee kanten die bij mij passen. Ik krijg de mogelijkheid om heel interdisciplinair samen te werken. Ik kan nu met mensen van sociale wetenschappen werken én met harde bèta’s.’

Deze combinatie heeft ook nadelen. ‘Niemand weet precies wat ik doe,’ grapt ze, ‘maar ze vinden het wel allemaal leuk’. Onderzoek doen naar communicatie is wel wat anders dan communicatie zelf. ‘Ik doe wel veel wetenschapscommunicatie, omdat ik dat gewoon heel leuk vind, maar dat is niet mijn werk. Mijn werk is het onderzoeken van wetenschaps-communicatie. Je gaat ook geen hoogleraar pedagogiek vragen om te babysitten.’

Muntjes en katten

Een van de onderwerpen die Cramer in de toekomst wil onderzoeken is het gebruik van metaforen en voorbeelden. ‘Echt goede quantumvoorbeelden zijn super ingewikkeld.’ Zo wil ze kijken naar het beroemde gedachte-experiment van Schrödingers kat.

Dit soort voorbeelden gebruikt Cramer zelf ook om quantum uit te leggen aan mensen die er nog niks vanaf weten. ‘Ik vind het leuk om kinderlezingen te doen.’ Ze legt dan een begrip uit en kijkt hoe kinderen het zelf kunnen uitleggen. ‘Het is heel inzichtelijk om te zien waar ze mee komen.’

‘Zo legde ik het concept van verstrengeling uit met muntjes, dat als jij en ik een muntje opgooien, dat we altijd het tegenovergestelde krijgen. Blijkbaar had ik niet goed uitgelegd dat die muntjes alleen een metafoor zijn. Later zei een kindje dat ze het meteen zou uitproberen thuis. Toen dacht ik, oh ja, dat heb ik niet genoeg benadrukt, het is alleen alsof. Het is goed om die feedback te krijgen.’