Når man diskuterer banebrydende teknologisk udvikling i Silicon Valley, kommer man uundgåeligt til at snakke om kvanteteknologi. Herovre har man for længst set, at en teknologi, der kan behandle og manipulere information i en helt ny skala og hastighed, vil kunne løse beregningsopgaver, der hidtil har været uløselige – eksempelvis simulering af komplekse kemiske reaktioner, optimering af logistik i forsyningskæder eller at bryde krypteringskoder. 

Kvanteteknologi dækker over en række områder, herunder kvantecomputing, kvantekommunikation og kvantesimulering. Vi har, efter mange årtiers forskning, nået det, der ofte kaldes ’den anden kvanterevolution’. Den er kendetegnet ved, at forskere og virksomheder nu i praksis er i stand til at udnytte kvantefysikkens forunderlige mekanismer, såsom superposition og sammenfiltring. 

Hvad der normalt ville tage en traditionel supercomputer 10.000 år at løse vil kunne løses af en kvantecomputer på fire minutter.

Kvantecomputere er vitterligt en helt ny klasse af beregningskraft. Det er tydeligt, når eksperter fortæller, at de forventer, at en ny kvantecomputer vil være 158 millioner gange hurtigere end den mest sofistikerede supercomputer til dato. Det betyder, at hvad der normalt ville tage en traditionel supercomputer 10.000 år at løse vil kunne løses af en kvantecomputer på fire minutter. 

Dette er muligt, fordi en kvantecomputer modsat en traditionel computer behandler og gemmer informationer gennem qubits frem for bits, som vi ellers er vant til. Modsat bits, der kun kan have to værdier, et og nul, kan qubits være i en særlig kvantetilstand, hvor de principielt kan have alle tænkelige værdier – og derfor kan kvantecomputere meget hurtigt afsøge et enormt udfaldsrum for at finde den optimale løsning på et komplekst spørgsmål. 

Det kan blandt andet bruges til udvikling af nye lægemidler, hvor kvantecomputere vil kunne simulere molekylers adfærd hurtigere og mere præcist, eller indenfor finans, hvor kvantecomputere kan hjælpe med at optimere investeringsporteføljer, forudsige markedstrends og forbedre risikostyring. 

Ydermere forventes kvantecomputeren at kunne få stor indvirkning på udvikling af mere klimavenlige teknologier, såsom produktion af cement fri for C02, forbedring af elektriske batterier til køretøjer og nedbringning af omkostninger ved at producere brint og ammoniak til gødning.

Men det ligger stadig ude i fremtiden. Den første funktionelle kvantecomputer mangler endnu at se dagens lys.

Dansk forskning er i front 

Kvanteteknologi har en høj strategisk prioritet for den danske regering, og Danmark har også en stærk global positionering inden for kvanteforskning, blandt andet drevet af Niels Bohr Instituttet på Københavns Universitet (KU) og Danmarks Tekniske Universitet (DTU). 

Samtidig ser vi flere og flere private initiativer – som Novo Nordisk Fonden, der for nyligt investerede 1,5 milliarder kroner til udvikling af Danmarks første fuldt funktionelle kvantecomputer inden 2034 i samarbejde med KU. 

Men for at kunne tage en global førerposition inden for området er der behov for videreudvikling af teknologierne gennem globale samarbejder. For danske kvanteforskere er det yderst relevant at samarbejde med deres fagfæller i Silicon Valley. 

… men kommercialiseringen halter efter

Trods Danmarks høje forskningsmæssige niveau kniber det med kommercialiseringen af forskningen og med udviklingen af nye kvante-startups og skaleringen af eksisterende kvante-virksomheder.

Der findes kun ganske få kvante-startups i Danmark, såsom MQS, Sparrow Quantum og Kvantify. En enkelt, QDevil, blev solgt til amerikansk-israelske Quantum Machines sidste år.

Samtidig er det for nye og eksisterende danske kvantestartups svært at finde den betydelige finansiering, det kræver at udvikle teknologien. Det kan på sigt få stor betydning for Danmarks chance for at opnå en førerposition i kvantekapløbet. 

Det er derfor interessant at kigge mod USA, herunder Silicon Valley, der både er hjemsted for nogle af verdens mest velfinansierede kvante-startups og virksomheder som Google, Honeywell og IBM, der alle er førende i udviklingen af kvantecomputere. 

Fra forskning til praksis i Silicon Valley

USA står i dag for 60 procent af verdens globale investeringer i kvanteteknologi og 40 procent af alle kvante-startups. 

De bedst finansierede holder til i Silicon Valley, herunder PsiQuantum, der blev stiftet i 2016 af fire forskere, og som siden opstarten har rejst imponerende fem milliarder danske kroner i venturekapital. Det gør firmaet til den højest finansierede kvante-startup i verden. 

PsiQuantums har ét mål: udviklingen af en kvantecomputer, der kan udkonkurrere hver eneste supercomputer i verden. For at realisere målet sættes alle sejl til for at udvikle en kvantecomputer med én million qubits. 

Hvornår PsiQuantum forventer at nå så langt, er de sparsomme med at fortælle, men de oplyser, at de allerede i dag samarbejder med en lang række Fortune 500-virksomheder inden for blandt andet finansiering, transport og sundhed, der alle arbejder på at lære at programmere og udnytte kvantecomputere. 

For det er selvfølgelig ikke nok blot at udvikle en kvantecomputer. For at udnytte dens potentiale og skabe reelle use cases inden for applikationer såsom materialedesign og udvikling af lægemidler eller lithium-ion-batterier kræver det løbende udvikling og evaluering af algoritmerne.

Kvantekryptering

En anden Silicon Valley-baseret startup er Sandbox AQ, der er en spinoff af Googles Alphabet. De har for nylig rejst omkring 3,5 milliarder kroner i investeringer. 

Sandbox AQ kombinerer kunstig intelligens og kvanteteknologi for at scanne virksomheders software med henblik på at sikre krypteringen mod kvantecomputere. Allerede i dag er der en frygt for, at hackere kan høste data, som i dag er krypterede og ulæselige, men som om nogle år, når kvantecomputere bliver en realitet, kan afkodes. 

Sandbox AQ er blandt andet en del af den amerikanske regerings ’Migration to Post-Quantum Cryptography’-projekt med partnere såsom Amazon Web Services, Cisco og Microsoft, og firmaet arbejder sammen med det amerikanske flyvevåben omkring udvikling af teknologien. 

Det er dog ikke kun startups, der udvikler kvantecomputere og algoritmer og software til dem.

Microsoft og IBM har begge laboratorier i flere lande. Google annoncerede for nyligt, at de har nået en væsentlig milepæl i udviklingen af kvantecomputeren ved at vise, at de kan sænke den høje fejlprocent ved beregninger, der i øjeblikket plager teknologien. 

Om udviklingen af den første fuldt funktionelle kvantecomputer ligger 5, 10, 15 eller flere år ude i fremtiden, er der mange bud på, men når/hvis det lykkes, kan kvanteteknologi meget vel blive løsningen på nogle af verdens mest presserende udfordringer inden for blandt andet grøn omstilling, sundhed og forsvar.

De danske innovationscentre Invest in Denmark og Danish Quantum Community bringer førende kvantevirksomheder, organisationer, investorer og forskere fra hhv. USA, Israel, England og Tyskland til Danmark i forbindelse med kvantekonferencen IQT Nordics, der afholdes i København d. 6.-8. juni 2023.