Hjem / Undervisning & forskning / DTU-forsker skal gøre kvantecomputere stærkere
Niels Regersen.
Lektor Niels Gregersen skal blandt andet fabrikere en prototype på en effektiv fotonkilde.

DTU-forsker skal gøre kvantecomputere stærkere

Kvantecomputere lover lynhurtige beregninger, men der er stadig praktiske vanskeligheder, som skal overvindes. En lektor på DTU har modtaget et af de eftertragtede ERC Consolidator Grants fra Det Europæiske Forskningsråd til udvikling af en prototype-lyskilde til optiske kvantecomputere.

Det er meget store forventninger til de såkaldte kvantecomputere. De er langt hurtigere end traditionelle computere og kan derfor styrke udviklingen af for eksempel kunstig intelligens. Men der er stadig praktiske udfordringer med at få kvantecomputere til at fungere ordentligt i praksis. Måske kan en dansk forsker medvirke til at løse denne udfordring.

Gennem de næste fem år vil lektor Niels Gregersen fra DTU Fotonik med cirka 15 millioner kroner i ryggen arbejde på at øge kvantecomputeres kraft, så de for eksempel kan analysere molekylesammensætningen i nye lægemidler. En udfordring, som nutidig computerkraft ikke er i nærheden af at kunne klare.

Slut med årevis trial and error

”Når man udvikler et nyt lægemiddel i dag, så blander man groft sagt nogle ting sammen, som man ikke rigtig ved, hvordan virker. Man har selvfølgelig en formodning, men for at finde ud af, hvordan patienten reagerer, så skal man gennem 10-15 års trial and error-studier. Og det koster kassen,” siger Niels Gregersen, og fortsætter:

”Hvis man i stedet kunne regne på, hvordan de enkelte molekyler for eksempel reagerer med cellerne i kroppen, så ville man ikke behøve at have så lang en udviklingsproces. Problemet er, at klassiske computere – uanset størrelsen – i kraft af deres opbygning ikke er velegnede til at løse sådanne kvantemekaniske beregninger. Det ville tage flere tusind år.”

Optisk kvantecomputer

Niels Gregersens ambition er at udvikle en optisk kvantecomputer. I stedet for klassiske computeres bits, så kodes informationerne i en kvantecomputer som kvantebits, qubits. En bit er enten 1 eller 0, hvor en qubit kan være i en såkaldt superposition og være begge dele på samme tid. I en optisk kvantecomputer er det de enkelte fotoner fra en lyskilde, som bærer informationerne i form af deres polarisation (den retning, deres elektriske felt peger i).

Man har en lyskilde, som sender fotoner ind gennem nogle kanaler. Fotonerne vekselvirker i kanalerne – det er beregningerne – og rammer til sidst nogle detektorer, som aflæser resultaterne.

For at lave store beregninger kræves det imidlertid, at de enkelte fotoner, som sendes ud, ligner hinanden fuldstændig og er ens polariseret. For begynder man efterfølgende at polarisere (eller kode) fotoner, som ikke er helt ens, kommer der fejl. Lyskilden er altså det springende punkt. Og det er den helt centrale udfordring i Niels Gregersens ERC-projekt, for man ved endnu ikke helt, hvordan det skal gøres.

”Det, der mangler, er en lyskilde, som kan udsende enkeltfotoner af tilstrækkelig høj kvalitet, og som alle sammen peger i den samme retning. Det har jeg et plausibelt teoretisk bud på, hvordan vi kan gøre, men som noget nyt for mig så skal vi også fabrikere en prototype på sådan en lyskilde, når de fem år er gået,” siger han og fortsætter:

”Det endelige mål er at lave en kvantecomputer med så gode lyskilder, at den bliver stærk nok til for eksempel at udføre de utrolig komplekse udregninger, der kan bruges til udvikling af nye lægemidler. Her er det ikke nok, at en kvanteteknologi virker med tre eller fem qubits. Teknologien skal kunne opskaleres til tusinder og titusinder af qubits, ellers kommer det ikke til at ske.”

Tilføj en kommentar

Din e-mail adresse vil ikke blive offentliggjort. Markerede felter skal udfyldes *

*

200-125   300-075   210-260   210-060   300-115   100-105   300-101   400-101   300-320   300-070   300-206   200-310   300-135   300-208   810-403   400-050   640-916   642-997   300-209   400-201   200-355   352-001