Danske forskere fra Københavns Universitet har udviklet en nanochip, som fylder en tiendedel af tykkelsen af et menneskehår og kan bruges til at bygge fremtidens kvantesimulator.
Peter Lodahl, der er professor ved Niels Bohr-Instituttet på Københavns Universitet og leder af Center for Hybrid Quantum Networks (Hy-Q), forklarer her om den revolutionerende opfindelse.
Hvad er det, I har udviklet?
Det er et værktøj, der gør det muligt at bygge en kvantesimulator, som kan udkonkurrere den klassiske computer. Det er et stort gennembrud og første skridt ind på ukendt territorium i kvantefysikkens verden. Helt konkret har vi udviklet en nanochip, som ikke fylder mere end en tiendedel af tykkelsen af et menneskehår. Med den kan vi producere tilstrækkeligt mange og stabile lyspartikler – eller fotoner – kodet med kvanteinformation til, at teknologien kan skaleres op og nå det såkaldte quantum advantage: Et stadium, hvor kvanteteknologien vil slå verdens kraftigste supercomputer i en given beregningsopgave.
Hvordan har I opnået resultatet?
Der er forskellige skoler inden for udvikling af qubits til kvantecomputere. De adskiller sig ved, hvilken byggeklods man starter med: Atomer, elektroner eller fotoner. De har fordele og ulemper, og det er svært at forudsige, hvilken teknologi der vinder. Fordelen ved kvantecomputere baseret på lys er, at vi allerede har teknologien til at opskalere til mange qubits, da avancerede fotoniske chips er udviklet til teleindustrien. Udfordringen har været at generere foton qubits med tilstrækkelig høj kvalitet. Det er her, vi har opnået et gennembrud.
Hvad kan I bruge det til?
Allerede nu kan vi bruge det til at udvikle nye, avancerede kvantesimulatorer, som skal løse komplekse biokemiske problemer i for eksempel udviklingen af medicin. På et universitet kan vi etablere fundamentet for teknologien og demonstrere mulighederne, men den teknologiske opskalering kræver større kommercielle satsninger.
Hvad er næste skridt?
Et quantum advantage eksperiment kræver, at vi kan kontrollere omkring 50 qubits, som er kvantefysikkens pendant til binære bits. Vores nanochip muliggør dette, men det vil måske koste 50 millioner kroner at lave en demonstration. Det har vi ikke råd til. Men Danmark og Europa har stolte traditioner inden for kvanteoptisk forskning, så man vil kunne forestille sig et partnerskab af akademiske og industrielle partnere. Det ville være fantastisk at være med til en proces, som går hele vejen fra fundamental kvantefysik til nye teknologiske anvendelser.
