Datorn som kan revolutionera industrin

Det är på Chalmers som Sveriges första större kvantdator nu byggs. Detta är möjligt tack vare Knut och Alice Wallenbergs stiftelse som har donerat 1,2 miljarder kronor till utvecklingen av ett centrum för kvantteknologi i Sverige. Det är en tolvårig satsning som pågår fram till 2029 och huvudprojektet är att utveckla och bygga en kvantdator som ska kunna lösa problem som inte är möjligt med dagens bästa superdatorer.

När Magasin t: är på plats har några av forskarna på centret tagit bort det skyddande rörformade skalet kring datorn, för att sätta dit ett nytt chip som är 14 x 14 millimeter och som är själva hjärnan. Kvantdatorn ser ut som en liten kopparfärgad puck och på den finns ett kretskort, som är kopplat till ett chip som är kontrollchipet och ovanpå det ligger kvantbitchipet.

Ett stort antal kopparfärgade kablar leder ner mikrovågspulser till kvantdatorn som kyls ner till nära den absoluta nollpunkten. Kylan är till för att datorn ska fungera optimalt och för att den inte ska störas av värmestrålning.

Till det yttre ser en kvantdator inte så märkvärdig ut, möjligen gör kylanordningen att den ser lite futuristisk ut. Men en kvantdator fungerar på ett annat sätt än traditionella datorer. I en vanlig dator lagras informationen antingen som en etta eller en nolla, men kvantbitarna kan vara både en etta och en nolla samtidigt och då kan kvantbitarna representera många fler tal.

– Lagringen sker i en kvantbit och varje gång man lägger till en kvantbit så fördubblas kapaciteten. Det innebär att en kvantdator har en kapacitet som är astronomisk, säger Per Delsing och hans liknelse till rymden fortsätter när han konkretiserar vad det faktiskt innebär.

– Dagens superdatorer kan simulera lika mycket som 50–60 kvantbitar, men en kvantdator med 300 kvantbitar kan representera flera tal än det finns partiklar i universum, säger han.

Det är ju en tanke som svindlar, men hur kan det ge nytta till företag och till vilka applikationer passar en kvantdator?

– Vår kvantdator används nästan uteslutande av forskare för att förbättra den och det finns inte tid för andra att kunna använda den. Det vi gör nu är att kopiera kvantdatorn för att göra den tillgänglig för företag, berättar Per Delsing och vi går vidare till ett annat rum där kopian är inkapslad i ett likadant vitt rör som hänger ner från en ställning.

Vilka användningsområden som den kommer att användas till vet man inte i nuläget. Eftersom ingen har haft en kvantdator tidigare är det ingen som vet vilka som är de bästa användningsområdena så det är ett forskningsområde i sig.

Simulering och optimering

Enligt Per Delsing finns det ett stort intresse från svensk industri och intresset växer. Idag ingår Saab, Astra Zeneca, Ericsson, Jeppesen, Volvo Group och Hitachi Energy som betalande samarbetspartners till WAQCT och det är också dessa företag som har tillgång till kvantdatorn.

– Vi välkomnar fler partners och för nu diskussioner med en handfull företag som är intresserade av att bli samarbetspartners, säger Per Delsing och talar om vikten av att samarbeta med företag.

– Våra forskare räknar på olika frågeställningar i samarbete med industrin, vilket gör att vi får fram intressanta problem som en kvantdator kan vara bra på att lösa. För oss är det dessutom mer värdefullt att arbeta med verkliga problem som industrin har, än en algoritm som inte löser något riktigt problem, säger Per Delsing.

Det kan handla om problem i många olika sorters branscher, som exempelvis simulering av molekyler, vilket bland annat behövs i läkemedel och katalysatorer i kemiindustrin. Simulering kan också vara intressant för nya typer av material, till exempel nya supraledare, bättre magneter och solcellsmaterial.

Det andra stora området handlar om optimeringsproblem, vilket exempelvis skulle kunna handla om flyglogistik.

– Tänk dig att du har hundra flygplan, hundra destinationer och hundra besättningar. Då går dessa att kombinera på väldigt många olika sätt, närmare bestämt tio upphöjt till 315. Då ska man veta att det finns tio upphöjt till 90 partiklar i universum, säger Per Delsing.

– Om man vill räkna ut vilket som är det billigaste, snabbaste och bästa sättet att kombinera dessa så går inte det i dagsläget, men genom att ta fram en algoritm som visar på en bättre lösning än den man har, så kan man tjäna pengar på detta.

Behövs högre kompetens

Det som krävs för att använda en kvantdator är kunskap om kvantalgoritmer, men det har vanligtvis inte svenska företag idag.

I WAQCT:s uppdrag ingår att höja kompetensen inom kvantteknologi för industri, akademi och samhället i stort. Ett konkret sätt som det görs för industrin är genom industridoktorander, som är anställda i företagen och samtidigt forskar vid något av de sex WACQT-universiteten.

WAQCT kommer också att ha en supportavdelning som ska hjälpa företag. Supportavdelningen är redan på plats och i början av nästa år ska kvantdatorn vara öppen för att köra algoritmer för svenska företag.