Världen står på tröskeln till en kvantrevolution – eller är vi kanske redan mitt i den? Per Delsing har ägnat snart 40 år åt att utforska kvantmekanikens gränser och möjligheter. I årets William Chalmersföreläsning ”Varför pratar alla om kvantdatorer?” berättar han om hur våra liv kommer att påverkas av kvantdatorernas inträde i samhället, hur Sverige ska hamna i framkant inom kvantteknologi och när den stora kvantrevolutionen egentligen kommer.
Beslutet att ge sig ut i vetenskapens okända landskap fattade Per Delsing som nioåring när de svartvita bilderna från historiens första månlandning fängslade honom från barndomshemmets tv-soffa. Idag leder han Sveriges största kvantteknologiska satsning, Wallenberg Centre for Quantum Technology, och ses som en nationell pionjär inom fältet.
Miljardsatsningen syftar till att sätta Sverige i framkant inom kvantteknologi. I centrum står ett kvantdatorbygge som idag är uppe i 25 kvantbitar men som på sikt ska komma upp i 100.
– Nu jobbar vi för fullt med att få i gång den. Parallellt jobbar våra teoretiker på ett antal problem som vi ska lösa när den väl funkar, säger Per.
Förmågan att vara på två ställen samtidigt
Men vad är egentligen kvantmekanik och hur fungerar en kvantdator? Två minst sagt komplexa frågor som Per ska försöka ge svar på under föreläsningens 45 minuter.
– Önskar du inte ibland att du kan vara på två ställen samtidigt? Det kan du såklart inte, men det kan kvantsystem, säger Per.
Skillnaden mellan kvantdatorer och vanliga datorer ligger i deras byggstenar. En vanlig dators minsta informationsbärare kallas bit och kan antingen ha värdet 1 eller 0. Kvantdatorernas kvantbitar kan både ha värdet 1 och 0 – samtidigt.
– Fenomenet kallas för superposition och innebär att det totala antalet möjliga tillstånd dubbleras för varje kvantbit, med en exponentiell ökning. Det betyder att om du har en kvantdator med 300 kvantbitar så kan du representera fler tal än det finns partiklar i universum, förklarar Per.
Kan lösa svåra optimeringsproblem
Beräkningsförmågan hos en så pass kraftfull kvantdator blir enorm och gör den kapabel att ta sig an komplexa matematiska problem som inga superdatorer idag kan klara av. Tillämpningsområdena i samhället är många, och viktiga.
– Med en sådan beräkningskraft kan kvantdatorer lösa väldigt svåra kombinatoriska optimeringsproblem där det finns ett fåtal variabler men väldigt många möjligheter att lösa problemet på. Ett exempel är optimering av flygtrafik där kvantdatorer kan ta fram en algoritm som ger det bästa och billigaste sättet att planera logistiken för ett givet antal flygrutter och flygplan. Det kan också handla om proteinveckning, alltså hur man ska få proteiner att ”krulla” ihop sig, vilket är viktigt när man försöker förstå vissa sjukdomar, förklarar Per.
I paritet med 1900-talets IT-revolution
Ja, världen står på tröskeln till en kvantrevolution – faktiskt den andra i ordningen. Den första kvantrevolutionen tog fart för redan ett sekel sedan och banade väg för transistorn år 1947. Drygt tio år senare såg lasern dagens ljus och snart därefter också atomklockan som la grunden för GPS:en. Fantastiska tekniska innovationer som skulle komma att förändra samhället i grunden. Vad man inte förstod då var att kvantmekaniken hade oerhört mycket mer potential än så. Och det är den här kraften som – när den frigörs – banar väg för en andra kvantrevolution.
– Det här är en väldigt spännande utveckling i samhället. Man kan jämföra med 1900-talets IT-revolution och hur den påverkade samhället. Jag tror att den här kvantrevolutionen kommer att ha samma slags inverkan på våra liv, säger Per.
Välkommen till föreläsningen
William Chalmersföreläsningen hålls på svenska och äger rum den 7 november kl 18 – 19:30 i Runan, Chalmers Kårhus. Anmäl dig till föreläsningen senast den 5 november.