KU har taget et forskningsmæssigt kvantespring

Google har gjort det, og forskere i Kina har gjort det. Men ellers er Danmark en af de få spillere, der lige nu har udviklet en teknologi til såkaldt “kvanteavancering”. På Københavns Universitet har en gruppe forskere fra Niels Bohr Instituttet netop offentliggjort en helt ny nanochip.

På trods af, at den fylder mindre end et menneskehår, så rummer den uanede mængder af potentiale. Den kan nemlig producere mange stabile lyspartikler – også kaldet fotoner – som er kodet med kvanteinformation. Sagt med andre ord, så har forskerne udviklet et hardware, som de succesfuldt har kodet med information gennem algoritmer. 

Det giver mulighed for beregninger, som selv ikke verdens bedste supercomputere lige nu kan være med på. Forskerne har ydermere vist, at teknologien kan skaleres op. Det er banebrydende, understreger professor i kvantefysik Peter Lodahl. 

– Vi ser nogle unikke muligheder for den platform, vi har arbejdet intenst på igennem 15 år. Vores teknologi kan være med til at realisere bygningen af en kvantecomputer på sigt men især en kvantesimulator, siger han. 

Vigtigt skridt mod kvantesimulatoren

Peter Lodahl er leder af Danmarks Grundforskningsfonds for Hybrid Quantum Networks afdelingen ved Niels Bohr Instituttet. Han har brugt de sidste 15 år på at udvikle den teknologi, som han nu kan præsentere.

Det, der gør den nye hardware så unik, er dens mulige opskalering, som muliggør kodning af enorme mængder information. Det er nemlig lige præcis det, der er brug for i kvanteteknologisk forskning verdenen over. Teknikken med at kode algoritmer er særligt relevant for udviklingen af målrettede kvantesimulatorer, fortæller han.

– En kvantesimulator er en specialiseret kvantecomputer, der adresserer specifikke problemstillinger. Den kan udføre meget mere komplekse udregninger end nuværende supercomputere og vil eksempelvis være vigtig for udviklingen af nye medikamenter, siger Peter Lodahl.

Det danske forskerhold har dermed lagt kimen til at realisere potentialet i kvanteteknologi. Vel at mærke inden for fotoner, som er det “kvantebyggemateriale”, de arbejder med. Udfordringen ved fotoner – eller lys – har indtil nu været, at de har været svære at generere i høj nok kvalitet. 

Udføre komplekse udregninger

Det har forskerne på KU gjort, hvilket ligger kimen til automatiserede beregninger på en helt anden skala i fremtiden.

– Der er tale om et helt nyt paradigme inden for computere med en helt enorm regnekraft. Nu kan vi begynde at udvikle kodet hardware mod bestemte applikationer. Det hjælper med at tackle visse spørgsmål. Som hvordan molekyler sætter sig på proteiner, fortæller Peter Lodahl.

Det er netop det biomedicinske felt, som den ny danske teknologi kan komme til at spille en vigtig rolle for. Novo Nordisk har netop uddelt 60 millioner kroner til, at forskerholdet kan fortsætte fuldt finansieret en fem til seks år endnu. 

Peter Lodahl understreger, at de dog kræver kommerciel investering og samarbejde med industrien for rent faktisk opskalere den nye nanochip til brugbare kvanteberegnere.

–  Vi har som universitet taget det første skridt på vejen. Vi sørger selvfølgelig for at tage patent og sikre rettighederne, som kan komme det danske samfund til gode. Men hvis vi skal implementere det i reel kvanteteknologi, så kræver det meget store investeringer. Det er spændende at se at teknologi-giganter begynder at investere massivt i kvanteteknologi, og jeg ser her klart et potentiale for vores nye hardware, siger han.