Quantum computing kommer i gang

Kvanteforskning betyder i dag big business. Hvad der engang blev set som en videnskabelig kuriosum, lover kvantecomputere nu at transformere mange aspekter af hverdagen fra cybersikkerhed til lægemiddeludvikling og vejrudsigt. I de senere år er arbejdet med kvantecomputere begyndt at bevæge sig ud af universiteterne og ind i virksomhedernes forskningslaboratorier, hvor store multinationale virksomheder såvel som nystartede virksomheder og venturekapitalister er gået ind i kapløbet om at kommercialisere kvanteteknologier. Men på trods af alle de rekordhøje meddelelser om finansiering og hype, advarer nogle om, at dette fremmer en "kvanteboble", der snart kan poppe. 

Hjertet og sjælen i en kvantecomputer er kvantebits eller qubits. Disse er forskellige fra standard computerbits, som kan være enten 0 eller 1. Qubits kan på den anden side være begge dele. Brug af denne funktion til komplekse beregningsproblemer betyder, at det kunne være muligt at beregne løsninger meget hurtigere end nutidens hurtigste computere ved at skalere computeren til at beregne med mange qubits, hvilket resulterer i eksponentiel stigning i computerkraften. Qubits kan laves fra forskellige hardwareplatforme, såsom superledende qubits eller fangede ioner. Andre kommende metoder er fotoniske kvanteprocessorer, der i stedet bruger lys.

Eksperter siger, at en reel "kvantefordel" kun kan forventes, når kvantecomputere opererer med en million qubits. Og med den nuværende rekord stadig under 100 qubits er der stadig et stykke vej igen. Men det, der mest hindrer fremskridt, er dekohærensen af ​​selve qubits. For at undgå dette skal de normalt betjenes ved nær 0 K og afskærmes fra hinanden og miljøet. Videnskabeligt er der dog intet, der stopper skabelsen af ​​kvantecomputere i stor skala, men der er nogle svære tekniske problemer at løse. 

Nogle af disse udfordringer bliver mødt af enorme regeringsprogrammer. I USA sætter regeringen 1.2 mia National Quantum Initiative-program der er rettet mod både den akademiske verden og den private sektor, mens den britiske regering nærmer sig slutningen af ​​sin 10-årige £1 mia. Nationalt kvanteteknologiprogram, som begyndte i 2013. I mellemtiden kanaliserede Holland sidste år 615 mio. EUR ind i paraplyorganisationen Quantum Delta NL at fremme udviklingen af ​​kvanteteknologier. Alt dette står dog i skyggen af ​​Kinas anslåede finansiering på 10 milliarder dollar til dets nationale program. 

Fra big tech til small tech

Quantum computing er i øjeblikket domineret af teknologigiganter som IBM, Amazon, Hewlett Packard, Honeywell, Google og Microsoft, hvor nogle af disse investerer massivt i kvanteinitiativer. Google har en 53-qubit kvanteprocessor ved navn Sycamore, mens IBM afslørede sine planer om at producere en 433-qubit chip senere i år og en 1121-qubit chip i 2023. IBM kvanteenheder er allerede blevet gjort tilgængelige til brug af mere end 200,000 kunder via en cloud-baseret tjeneste.

Faktisk udforsker mange store virksomheder kvanteapplikationer. Goldman Sachs udvikler kvanteoptimeringsalgoritmer til at prissætte aktiver baseret på den iboende risiko forbundet med for eksempel forskellige optioner eller aktier. Den siger, at finansielle operationer allerede kan drage fordel af kvantecomputere i de næste fem år. Bilproducenten Daimler undersøger i mellemtiden, hvordan kvantecomputere kan simulere nye materialer til udvikling af bilbatterier med højere ydeevne og lavere omkostninger. HSBC bank annoncerede i april sidste år et partnerskab med IBM for at undersøge potentialet ved kvanteberegning i bankvirksomhed.

Og det er ikke kun de store spillere, der er med i spillet. Antallet af kvantebaserede start-ups har været stigende i flere år med 265 ifølge det seneste skøn fra kl. Quantum Computing rapport. Og nogle tager store skridt fremad. USA-baserede start-up ColdQuanta lancerede en 100-qubit-processor baseret på kolde atomer i år og håber at opgradere til 1000 qubits i de næste tre år. Et andet amerikansk selskab - IonQ - var den første kvantestart-up, der begyndte at handle offentligt på New York Stock Exchange sidste år, hvilket gjorde det muligt for det at rejse langt over $600 mio. i investeringsfinansiering. En anden væsentlig aftale omfatter PsiQuantum, som sikrede en runde på $450 millioner i år, baseret på løftet om at bygge en fuldskala fotonisk-baseret kvantecomputer inden 2025. 

I betragtning af at der er et solidt videnskabeligt grundlag, der understøtter kvanteteknologiens potentiale, er spørgsmålet ikke, om det vil ske, men hvornår

Freeke Heijman

Kvantebaserede nystartede virksomheder tiltrækker også venturekapitalisters interesse. Dette er lidt kontraintuitivt, da venturekapitalister typisk satser på "sikre heste", hvilket ikke er tilfældet med kommercielle produkter, der forventes at komme på markedet om et årti eller deromkring. Ikke desto mindre udgør venturekapital og anden privat kapital ifølge konsulentfirmaet McKinsey nu mere end 70 % af kvanteteknologiinvesteringerne. Og hvor der kun blev investeret 93.5 millioner dollars i 2015, var det tal i 2021 steget til svimlende 3.2 mia. 

Faren ved al denne investering er, at den fører til en boble, men at den ikke bekymrer nogle, i hvert fald lige nu. "Jeg tror ikke, der vil være et generelt nedbrud af investeringer, for i de næste par år vil vi se succeser blive annonceret, og organisationer, der bruger kvantecomputere til kommercielle eller videnskabelige applikationer i den virkelige verden," siger Doug Finke, der driver Quantum Computing rapport. 

Freeke Heijman, direktør for økosystemudvikling hos Quantum Delta NL tilføjer, at en lille smule hype ikke nødvendigvis er dårlig, da det vil være med til at ophidse folk til at gå ind i kvanteteknologier. "I betragtning af, at der er et solidt videnskabeligt grundlag, der understøtter kvanteteknologiens potentiale, er spørgsmålet ikke, om det vil ske, men hvornår," tilføjer hun.