– Kvantdatorn har en oerhört stor potential, men tekniken är fortfarande i sin linda. Vi har precis börjat förstå hur vi kan använda kvantbitar och det ska bli spännande att fortsätta utforska.
Det säger Frank Wilczek, professor vid Stockholms universitet och verksam vid Nordiska centret för teoretisk fysik, Nordita. Frank Wilczek är en världsledande fysiker som 2004 tilldelades Nobelpriset. Tillsammans med professor John Wettalufer står han bakom den nya satsningen, som betonar matematikens betydelse för fysiken och vice versa.
Ambitionen är att göra Stockholm och Nordita till ett ledande nav inom det växande område som kallas kvantinformation.
– Vi kommer inte att kunna konkurrera med det utvecklingsarbete som sker inom industrin. Men när det gäller långsiktig forskning strävar vi efter att vara världsledande.
I början av 1900-talet gjordes revolutionerande upptäckter om energi och materians minsta beståndsdelar, inom det som kallas kvantfysik. Kvantfysiken har bidragit till en ny syn på materia och universum.
Under senare år har förhoppningarna växt att kvantfysikens lagar också ska kunna tillämpas för att bygga så kallade kvantdatorer. Beräkningar som tar dagar eller månader för en traditionell dator, skulle en kvantdator klara på sekunder – åtminstone i teorin. Ännu finns ingen fungerande kvantdator, men många myndigheter och företag, exempelvis Google och IBM, lägger ner stora summor pengar för att komma först.
Ny typ av algoritmer behövs
För att dra nytta av kvantdatorns överlägsna snabbhet behövs en ny typ av algoritmer, skräddarsydda beräkningsinstruktioner. Och det är på detta område som den nya forskningen vid Nordita ska bidra, säger Frank Wilczek.
– Jag hoppas att vi kan bidra till att visa olika tillämpningar av kvantdatorer. Kanske inom kemi, kanske inom biovetenskap. Men det finns också mer vardagliga problem som kvantberäkningar kan hjälpa till att lösa, exempelvis att schemalägga flygrutter.
De senaste åren har Wallenbergstiftelserna satsat flera miljarder kronor på svensk forskning inom kvantteknologi. Anslaget till Nordita är en del av den jättesatsningen.
Bland annat tilldelades Chalmers för ett par år sedan cirka en miljard kronor för att utveckla en fungerande kvantdator.
– Vi kommer att samordna våra insatser med Chalmers. Norditas forskning blir dock mer teoretisk och mer fokuserad på långsiktig potential, säger Frank Wilczek.
Forskningscentret Nordita inrättades 1957 på initiativ av den danske fysikern Niels Bohr – som av många anses som kvantteorins skapare. Det nya anslaget innebär att centret fortsätter vara en betydande aktör inom nordisk och internationell fysikforskning, konstaterar Norditas föreståndare Niels Obers.
– Nordita har en lång historia av att ligga i framkant av nya forskningsområden. Anslaget innebär att vi kan fortsätta att göra det, säger Niels Obers.
Anslaget från Wallenbergstiftelserna avser forskning under en tioårsperiod – i ett första skede handlar det om 95 miljoner kronor för sex år. Ett tjugotal forskare kommer att nyanställas och två forskargrupper etableras. Förutom en grupp inriktad på kvantinformation startar även en forskargrupp inom komplexa nätverk runt årsskiftet 2020/2021. Möjliga tillämpningar, förutom kvantdatorer, finns inom artificiell intelligens och maskininlärning, så kallad deep learning.
– Dessutom kommer satsningen att innebära intressanta synergier med annan forskning vi bedriver vid centret, bland annat finns kopplingar till högenergifysik och astrofysik, säger Niels Obers.
Artikeln är publicerad i Universitetsnytt nr 1 2020.
Text: Henrik Lundström