Kvantecomputere: Danmarks rolle i fremtidens teknologi
Forestil dig en computerkraft så enorm, at den kan løse problemer, vi i dag kun kan drømme om at knække – fra udvikling af livreddende medicin til kampen mod klimaforandringer. Dette er ikke science fiction, men potentialet i kvantecomputere. Og lige her i Danmark er vi med helt i frontlinjen af denne teknologiske revolution. Jeg synes, det er utroligt spændende, hvordan et lille land som vores kan spille så afgørende en rolle i udviklingen af en teknologi, der vil forme vores fremtid. Lad os dykke ned i Danmarks ambitiøse kvantesatsning og udforske, hvordan vi er med til at bygge morgendagens verden.
Danmarks nationale kvantesatsning og forskningsmiljø
Danmark har grebet kvantemuligheden med begge hænder. Fundamentet er en stærk forskningstradition, men der er også sat markant politisk og økonomisk kraft bag ambitionerne.
Milliardsatsning og Quantum Denmark
Med en ambitiøs national strategi, lanceret med en milliard danske kroner i ryggen, har regeringen sat en klar kurs: Danmark skal være et af verdens førende kvanteforskningsmiljøer. Målet er ikke blot at forske, men at omsætte den dybe viden til praktiske teknologier, der kan løse globale udfordringer inden for f.eks. klima, sundhed og sikkerhed. En central del af denne vision er etableringen af Quantum Denmark, et nyt nationalt epicenter indviet den 20. november 2024. Dette center skal fungere som et samlingspunkt for hele det danske kvantemiljø – forskere, virksomheder og investorer – og accelerere udviklingen fra grundforskning til kommercielle successer. Ambitionen er intet mindre end at skabe et af Europas mest attraktive kraftcentre for ‘deep tech’, der kan tiltrække internationalt talent og investeringer.
Forskning i verdensklasse NBI og DTU
Danmarks styrkeposition inden for kvanteteknologi bygger på årtiers grundforskning i verdensklasse, især inden for kvantefysik og -optik. Vi står på skuldrene af giganter som Niels Bohr, og den arv lever videre i dag på vores førende forskningsinstitutioner. Niels Bohr Institutet (NBI) ved Københavns Universitet er et internationalt fyrtårn med centre som Center for Quantum Devices (QDev), der fokuserer på udvikling af kvanteenheder, og Quantum Optics Center (QO), som er pionerer inden for kvantekommunikation og -netværk. Her arbejdes der intenst med de fundamentale byggesten til fremtidens kvanteteknologier.
Samtidig spiller Danmarks Tekniske Universitet (DTU) en afgørende rolle gennem initiativet Quantum DTU. Her samles ekspertise fra mere end en tredjedel af universitetets institutter og centre for at drive forskning og udvikling inden for et bredt spektrum af kvanteteknologier – fra ultrasensitive sensorer og sikker kommunikation til selve kvantecomputerne og deres anvendelser. DTU fokuserer stærkt på at bygge bro mellem grundforskning og anvendt teknologi, så virksomheder og myndigheder kan drage nytte af de kvanteteknologiske fremskridt. Tilsammen udgør disse institutioner, sammen med andre stærke forskningsmiljøer, rygraden i Danmarks kvantefremstød.
Novo Nordisk Fondens kvantecomputerprogram
En markant hjørnesten i den danske kvantesatsning er den massive investering fra Novo Nordisk Fonden. Med en bevilling på hele 1,5 milliarder kroner over 12 år til Novo Nordisk Foundation Quantum Computing Programme, sættes der turbo på udviklingen af Danmarks første fuldt funktionelle kvantecomputer. Programmet, der ledes fra Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet, samler førende forskere fra Danmark, Canada, Holland og USA. Et særligt fokus er at udnytte kvantecomputerens kraft inden for biovidenskab til f.eks. udvikling af ny medicin, forståelse af epidemier eller genomforskning. Forestil dig potentialet! Målet er ambitiøst: at have en operationel kvantecomputer klar inden udgangen af 2034 – et vidnesbyrd om Danmarks langsigtede engagement.
Kvanteteknologiens grundprincipper
Men hvad er det egentlig, der gør disse maskiner så specielle og potentielt revolutionerende? Det handler om at tæmme og udnytte de bizarre love, der gælder i kvantemekanikkens verden.
Ekstrem kulde og superledning
Kernen i en kvantecomputer er kvantechippen, hvor magien sker. For at fungere skal denne chip køles ned til temperaturer tæt på det absolutte nulpunkt, omkring -273,15 grader Celsius (eller mere præcist, ned til 15 millikelvin – kun 0,015 grader over det absolutte nul!). Det sker i en avanceret ‘fryser’ kaldet en kryostat, der typisk bruger flydende helium til at opnå disse ekstreme kuldegrader. Hvorfor så koldt? Fordi det minimerer den termiske ‘støj’ – atomernes tilfældige bevægelser – der ellers ville forstyrre de sarte kvantetilstande. Det tillader også brugen af superledende materialer, der kan lede strøm helt uden modstand, hvilket er essentielt for chippens funktion.
Qubits superposition og sammenfiltring
Selve regnekraften kommer fra ‘kvantebits’ eller qubits. I modsætning til en klassisk bit, der enten er 0 eller 1, kan en qubit, takket være kvantefænomenet ‘superposition’, være både 0 og 1 samtidig. Tænk på det som en mønt, der spinner i luften og er både plat og krone, før den lander og viser ét resultat. Et andet afgørende kvantefænomen er ‘sammenfiltring’ (entanglement). Her bliver to eller flere qubits forbundet på en næsten magisk måde, så de opfører sig som én sammenhængende enhed, uanset afstanden mellem dem. Måler man på én, ved man øjeblikkeligt noget om den anden. Disse to principper, superposition og sammenfiltring, giver kvantecomputere en eksponentielt voksende regnekraft. For hver qubit man tilføjer, fordobles den potentielle regnekraft! Selvom vi stadig er tidligt i udviklingen, viser fremskridt som Googles 72-qubit chip det enorme potentiale. Styringen og aflæsningen af disse qubits sker via præcise mikrobølger, der sendes gennem et komplekst system af kabler og filtre inde i kryostaten.
Fra forskning til marked det danske kvanteøkosystem
En stærk forskningsbase er afgørende, men for at kvanteteknologien virkelig skal gøre en forskel, skal den ud at leve i samfundet og erhvervslivet. Her ser vi heldigvis også en positiv udvikling i Danmark.
Innovative danske kvantevirksomheder
Et voksende antal innovative virksomheder arbejder på at kommercialisere kvanteteknologiske løsninger. Vi har firmaer som Hafnium Labs, der kombinerer kvantekemi og kunstig intelligens (AI) for at forudsige fysiske egenskaber af materialer, hvilket er værdifuldt for kemi-, energi- og medicinalindustrien. Kvantify arbejder tæt sammen med store virksomheder for at udvikle kvantealgoritmer til komplekse beregningsmæssige problemer, især inden for life science, finansielle services og logistik. Molecular Quantum Solutions (MQS) tilbyder beregningsløsninger, der accelererer forskning og udvikling i medicinal-, biotek- og kemisektoren ved hjælp af supercomputere og kvantecomputing. Og Sparrow Quantum, en spin-off fra Niels Bohr Institutet grundlagt af professor Peter Lodahl, udvikler nøglekomponenter som single-foton chips til kvantefotonik, der handler om at kontrollere lys på kvanteniveau.
Støtteinitiativer og testfaciliteter
Denne udvikling understøttes aktivt af initiativer som det førnævnte Quantum Denmark. Centret samler ikke kun forskere, men tilbyder også faciliteter som et kvantetestcenter. Her kan virksomheder få adgang til avanceret udstyr og teknisk assistance til at udvikle og teste deres teknologier. Derudover tilbydes der hjælp til forretningsudvikling og kapitalrejsning – afgørende elementer for at omsætte lovende forskning til levedygtige virksomheder og arbejdspladser. Det er denne synergi mellem forskning, innovation og erhvervsliv, der skal sikre, at Danmark høster frugterne af sin kvantesatsning.
Adgang til fremtidens regnekraft
For at potentialet i kvantecomputere kan realiseres fuldt ud, er det essentielt, at adgangen til denne kraftfulde teknologi ikke begrænses til nogle få udvalgte. Både nationale og internationale initiativer arbejder på at åbne dørene.
National adgang via DeiC Q-Access
Her spiller initiativer som DeiC Q-Access en vigtig rolle. Dette nationale program, koordineret af Danish e-Infrastructure Consortium (DeiC) i samarbejde med universiteterne, er en direkte udløber af den nationale kvantestrategis fokus på forbedret adgang til forskningsinfrastruktur. Programmet giver danske forskere, virksomheder og den offentlige sektor mulighed for at søge om adgang (gennem ansøgningskald to gange årligt – det første åbnede i slutningen af 2024) til regnetid på ægte kvantecomputere hos førende internationale udbydere samt på avancerede kvantesimulatorer via nationale supercomputere (HPC). Lige så vigtigt er det, at programmet tilbyder ekspertrådgivning og teknisk support, så brugerne kan få det maksimale udbytte af ressourcerne. Ved at åbne dørene på denne måde sikrer vi, at flere hjerner kan bidrage til at udforske og anvende kvanteteknologien.
Globale platforme som Microsoft Azure Quantum
På globalt plan ser vi også platforme som Microsoft Azure Quantum Network, der skaber et økosystem for kvanteinnovation. Sådanne netværk tilbyder adgang til forskellige kvantehardware-platforme, softwareværktøjer og ikke mindst et globalt fællesskab af eksperter. For danske aktører – fra universitetsstuderende og forskere til startups og etablerede virksomheder – giver det muligheder for at eksperimentere, lære og udvikle løsninger i samarbejde med internationale partnere. Adgang til ressourcer som Azure Quantum-kreditter kan sænke barrieren for at komme i gang med kvanteberegning. Ligeledes er integrationen af kvanteteknologi i uddannelserne, som Azure Quantum også understøtter med materialer og credits til studerende og undervisere, afgørende for at opbygge den kvantekyndige arbejdsstyrke, Danmark får brug for i fremtiden. Disse initiativer, både nationale og internationale, er vitale for at demokratisere adgangen til kvantekraften og accelerere innovationen.
Danmarks kvantehorisont muligheder og næste skridt
Danmark står utvivlsomt stærkt i det globale kvantekapløb. Med en solid forskningstradition, der går tilbage til Niels Bohr, målrettede nationale strategier, betydelige investeringer fra både det offentlige og private fonde, og et voksende økosystem af virksomheder og initiativer, har vi lagt et solidt fundament. Potentialet er enormt – kvantecomputere lover gennembrud inden for alt fra personlig medicin og udvikling af nye materialer (f.eks. til grøn energi) til optimering af logistik og styrkelse af cybersikkerheden. De kan blive nøglen til at løse nogle af de største udfordringer, vi står overfor som samfund, herunder klimaforandringerne.
Vejen frem er dog ikke uden udfordringer. Teknologien er stadig under modning, og der er brug for fortsat grundforskning, talentudvikling og vedvarende investeringer for at realisere potentialet fuldt ud. Internationalt samarbejde, som vi ser i Novo Nordisk Fondens program og via globale platforme, er afgørende, da ingen nation kan løfte denne opgave alene. Ved at deltage aktivt i globale netværk og partnerskaber kan Danmark både bidrage til og drage nytte af den globale udvikling. Det er fascinerende at tænke på, at de kvantemekaniske principper, som danske forskere var med til at afdække for et århundrede siden, nu er grundlaget for en teknologi, der kan revolutionere vores verden. Jeg er overbevist om, at Danmark, med sin kombination af stærk forskning, politisk vilje og innovationskraft, vil fortsætte med at spille en markant rolle i at forme kvantefremtiden.
