Et innovationskonsortium med DTU i spidsen vil udvikle en fotonisk kvantecomputer med potentialet til at overhale de bedste nuværende kvanteprocessorer indenom. Projektet er en helt anden teknologisk platform end de nuværende kvanteprocessorer og det skal være med til at kortlægge mulighederne for anvendelse af kvantecomputeren inden for fx logistik og farma.
Foto: Jonas Schou Neergaard-Nielsen.
Selv de største supercomputere der eksisterer i dag, har problemer med at håndtere de beregninger og mængder af data, det kræver at finde løsninger på aktuelle komplekse problemer, fx avanceret logistik og udvikling af medicin. Kvantecomputere kan være løsningen, men de nuværende kvantecomputere giver os kun et glimt af, hvad der er muligt, og er ikke i nærheden af, hvad de har potentiale til.
Her vil projektet PhotoQ træde en helt ny teknologisk sti, der skal bane vejen for at skalere kvanteprocessorer af fotoniske systemer. Det skal sikre helt afgørende innovationsspring mod udviklingen af en praktisk brugbar kvantecomputer, der kan knuse de beregningsproblemer som klassiske computere skal bruge årevis på. Dét, der kaldes ’quantum advantage’.
Med dette vil danske virksomheder få et vigtigt teknologisk forspring og en øget konkurrenceevne. Dermed åbner projektet døren for at sikre dansk andel af et hastigt voksende globalt marked, der anslås at nå en årlig omsætning på op til 80 milliarder Euro i 2040. Alene i Danmark kan det føre til over 2000 nye jobs.
– Vi har de seneste år målrettet forfulgt en ambition om at udvikle en fotonisk kvanteprocessor og demonstrere platformens potentiale. Vi er nået et langt stykke af vejen, og PhotoQ giver os mulighed for at gå fra forskning til innovation og sætte kursen mod en universel fejlkorrigeret kvantecomputer, siger professor Ulrik Lund Andersen, DTU Fysik, som står bag PhotoQ.
Den fotoniske kvantecomputer der efterstræbes i PhotoQ bygger på banebrydende forskning fra DTU, og platformen har en række markante styrker i forhold til de platforme, der indtil videre har drevet udviklingen.En fotonisk processor er væsentlig lettere at skalere end fx superledende kvanteprocessorer, der kræver bekostelig og energikrævende kryoteknik for at holde deres kvantebits stabile.
Derudover bearbejder den fotoniske computer informationen optisk ved telecom bølgelængde. Det gør den direkte kompatibel med eksisterende fiberoptiske netværk. Det er essentielt for et kommende kvanteinternet fordi det bl.a. muliggør netværksbaseret skalering, hvor beregninger kan fordeles på flere kvantecomputere.
Men ambitionerne for PhotoQ rækker videre end den kvanteteknologiske kerneinnovation. Parallelt med hardwareudviklingen vil konsortiet udvikle algoritmer, der kan arbejde med aktuelle problemstillinger inden for farma og logistik, fx molekylær modellering og ruteoptimering. Projektet vil kortlægge og evaluere anvendelsesmulighederne og identificere de problemer, hvor den fotoniske kvantecomputer kan give danske virksomheder den størst mulige teknologiske fordel.
– Når vi leverer ruteoptimering til logistikbranchen, så er det et udvidet Traveling Salesman problem vi løser. For en tur med 10 stop kan der være over 3 millioner mulige ruter, og vi skal finde den optimale. Det kræver enorm regnekraft. PhotoQ er for os en ideel chance for at undersøge de fordele en kvantecomputer kan tilføre vores virksomhed, siger Lasse Jiborn, kommerciel direktør hos AMCS Group.
Konsortiet bag PhotoQ har en unik sammensætning, der favner hele værdikæden: domæneekspertise inden for logistikoptimering (AMCS Group) og kvantekemi (Molecular Quantum Solutions), kvantealgoritmisk ekspertviden (Aarhus Universitet og Kvantify), markedsførende laserteknologi (NKT Photonics) og globalt toneangivende forskning i udviklingen af fotonisk kvantecomputer hardware (DTU). Det er netop den brede kompetenceprofil der gør det muligt at indfri de høje ambitioner og giver PhotoQ tyngden til at sætte et solidt fodaftryk på det kvanteteknologiske verdenskort.
Innovationsfonden har investeret 21,6 mio. kr. i projektet, der løber de næste 4 år.
Kontakt: Ulrik Lund Andersen, professor, DTU, ulrik.andersen@fysik.dtu.dk
