De senaste årens forskningsframsteg inom kvantteknologi har placerat världen på tröskeln till en ny teknikrevolution – den andra kvantrevolutionen.
Forskare har lärt sig att kontrollera enskilda kvantsystem som individuella atomer, elektroner och ljuspartiklar vilket öppnar dörren för helt nya möjligheter. I sikte finns extremt snabba kvantdatorer, avlyssningssäker kommunikation och hyperkänsliga mätmetoder.
Under ledning av Chalmers inleds nu en svensk satsning – Wallenberg Centre for Quantum Technology – för att bidra till den andra kvantrevolutionen. Runt 50 forskare ska rekryteras inom ramen för det tioåriga forskningsprogrammet som startar vid årsskiftet.
Utöver en donation från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse tillkommer ytterligare medel från industrin, Chalmers och andra universitet, vilket ger en total budget på närmare en miljard kronor.
Programmets fokusprojekt är att bygga en kvantdator baserad på supraledande kretsar. Kvantdatorns minsta byggsten – kvantbiten – bygger på helt andra principer än dagens datorer, vilket gör att det går att hantera enorma mängder information med relativt få kvantbitar.
Målet är en fungerande kvantdator med åtminstone hundra kvantbitar. En sådan har långt större beräkningskraft än dagens bästa superdatorer och kan exempelvis utnyttjas för att lösa optimeringsproblem, avancerad maskininlärning, och tunga beräkningar av molekylers egenskaper.
Intresset för kvantteknologi är stort världen över. Det investeras kraftigt i USA, Kanada, Japan och Kina. EU startar ett vetenskapligt flaggskepp på området 2019. Företag som Google och IBM satsar också på kvantdatorer, och har liksom Chalmers valt att basera dem på supraledande kretsar.
Ett nära förestående milstolpe, som forskare krigar om att nå, är att demonstrera en så kallad kvantfördel (på engelska quantum supremacy), vilket innebär att lösa ett problem som är utom räckhåll även för den mest kraftfulla klassiska datorn. För det krävs minst 50 kvantbitar. Det lär ske med hjälp av en kvantsimulator, en enklare form av kvantdator.
Användbara tillämpningar av kvantsimulering förväntas inom fem år. Att realisera en fungerande programmerbar kvantdator kommer dock att ta betydligt längre tid.
