Kvantdatorer – framtidens beräkningskraft i Sverige
Kvantdatorer. Ordet väcker associationer till science fiction, till en framtid där komplexa problem löses på sekunder. Men detta är inte längre bara en avlägsen dröm. Runt om i världen pågår en intensiv kapplöpning för att förverkliga kvantberäkningens potential, och Sverige är med i matchen. Med betydande investeringar, stark forskning och strategiska samarbeten positionerar vi oss för att inte bara följa utvecklingen, utan aktivt forma den. Följ med på en djupdykning i den svenska kvantsatsningen och tekniken som kan omdefiniera vår digitala framtid.
Nationella satsningar och strategier för kvantframtiden
Sverige tar krafttag för att bygga en stark nationell grund inom kvantteknologi. Flera strategiska initiativ samverkar för att accelerera utvecklingen från grundforskning till praktisk innovation och industriell tillämpning, med sikte på att utnyttja den enorma potential som kvantdatorer representerar. För att omvandla teoretisk kunskap till praktisk nytta krävs samordnade insatser. Här spelar den nyligen lanserade nationella plattformen Quantum Sweden Innovation Platform (QSIP) en central roll. Plattformen, som leds och förvaltas av Chalmers Industriteknik med finansiering från Vinnova, är skapad för att agera som en katalysator och bygga broar mellan den framstående svenska grundforskningen inom kvantfysik och industrins behov av innovation och kommersialisering. Utmaningen har historiskt sett varit just detta – att effektivt överföra forskningsresultat till marknaden. QSIP adresserar detta genom att skapa en nationell nod för samverkan, vilket är avgörande för att stärka Sveriges konkurrenskraft inom hela kvantteknologifältet, där utvecklingen av kvantdatorer utgör en särskilt viktig del.
Parallellt med QSIP finns Wallenberg Centre for Quantum Technology (WACQT), ett annat tungt initiativ baserat vid Chalmers tekniska högskola. WACQT driver ett ambitiöst program med det uttalade målet att bygga en svensk kvantdator. Med ett imponerande anslag på 1,4 miljarder kronor över perioden 2018-2029, finansierat av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, svensk industri och universiteten själva, visar detta på en långsiktig och kraftfull satsning. WACQT har redan en fungerande 25-qubitars kvantdator baserad på supraledande kretsar (som kräver extremt låga temperaturer för att fungera) och siktar på att inom 8 till 12 månader göra en identisk kopia tillgänglig för svenska företag inom strategiska sektorer som IT, försvar och verkstadsindustri. Visionen sträcker sig längre – målet är att successivt skala upp kapaciteten till 40 och därefter 100 qubits. Detta handlar inte bara om att bygga hårdvara, utan om att bygga ett helt ekosystem kring kvantberäkning i Sverige.
För att ge riktning åt dessa satsningar har fem centrala organisationer – Vinnova, RISE, Swelife, Vetenskapsrådet och WACQT – gemensamt tagit fram rapporten “A Swedish Quantum Agenda”. Rapporten, som omnämns i en artikel från Defense News, efterlyser en tydlig nationell strategi och långsiktigt finansiellt stöd. Den pekar ut kvantteknologins enorma potential inom områden som energieffektivisering, hälsa, och inte minst försvar och säkerhet. Försvarskoncernen Saab är redan en industriell partner till WACQT och deltar i projekt kring exempelvis kvantförbättrad radar, där man undersöker möjligheten att använda kvantfenomen som sammanflätning av fotoner för att förbättra radarsystem. Rapporten betonar också vikten av att utveckla kvantresistent kryptering, eftersom framtidens kvantdatorer förväntas kunna knäcka många av dagens standardalgoritmer. Att bygga ett nationellt ekosystem för innovation och kommersialisering ses som avgörande för Sveriges långsiktiga konkurrenskraft. Rapporten identifierar även specifika problemområden där kvantdatorer kan göra stor nytta, såsom logistikplanering, produktutveckling och lösningar för luftrumssäkerhet.
Kvanttekniken dess potential och utmaningar
Vad är det då som gör kvantdatorer så speciella? Till skillnad från klassiska datorer som arbetar med bits (som antingen är 0 eller 1), använder kvantdatorer kvantbitar, eller qubits. En qubit kan, tack vare kvantmekaniska fenomen som superposition och sammanflätning, representera både 0 och 1 samtidigt, samt alla tillstånd däremellan. Detta gör att kvantdatorer kan utforska ett exponentiellt mycket större antal möjligheter parallellt. För vissa typer av problem erbjuder de en beräkningskraft som är ouppnåelig för även de kraftfullaste superdatorerna vi har idag. Exempel inkluderar optimering av komplexa system – tänk att effektivisera trafikflöden i en hel stad eller optimera eldistributionen i ett kraftnät – simulering av molekyler för att designa nya material eller utveckla läkemedel snabbare, samt faktorisering av stora tal, vilket utgör ett hot mot dagens krypteringsmetoder. Erkännandet av den grundläggande forskningen bakom detta kom bland annat genom Nobelpriset i fysik 2022, som tilldelades Alain Aspect, John Clauser och Anton Zeilinger för deras experiment med sammanflätade fotoner. Detta gladde svenska forskare som Jan-Åke Larsson, som själv bidragit inom fältet och ser priset som ett viktigt erkännande.
Att bygga stabila och skalbara kvantdatorer är dock en av vår tids största tekniska utmaningar. Qubits är extremt känsliga för störningar från omgivningen (brus), vilket leder till fel i beräkningarna. Ett lovande forskningsspår globalt är användningen av diamantbaserade qubits. Ett samarbete mellan Fujitsu och nederländska QuTech vid Delfts tekniska universitet har nyligen demonstrerat kvantgrindar för diamantspin-qubits med en exceptionellt låg felmarginal, under 0,1% (en noggrannhet på över 99,9%). Detta är en kritisk milstolpe eftersom det överstiger tröskeln som anses nödvändig för kvantfelkorrigering – tekniker som krävs för att bygga feltoleranta kvantdatorer. Genombrottet uppnåddes genom att använda högrena diamanter med så kallade NV-center – en typ av atomär defekt i diamantstrukturen som kan lagra kvantinformation – och avancerade mättekniker som “gate set tomography”. Även om detta specifika genombrott skedde utomlands, driver det hela fältet framåt och visar potentialen i alternativa qubit-teknologier som kan komplettera de supraledande kretsar som WACQT i Sverige fokuserar på. Diamantspin-qubits har dessutom fördelen att de kan fungera vid högre temperaturer än supraledande varianter och potentiellt kopplas samman optiskt via fotoner, vilket öppnar dörrar för skalbarhet och framtida kvantnätverk.
Sverige i den globala kvantkapplöpningen
I en globaliserad värld är internationellt samarbete nyckeln till framgång inom avancerad teknologi som kvantberäkning. Sverige deltar aktivt i detta globala ekosystem. Ett viktigt steg togs nyligen genom att ingå ett samarbetsavtal med USA inom kvantområdet, vilket rapporterats av Quantum Computing Report. Detta partnerskap med en av de ledande nationerna inom kvantforskning ger Sverige tillgång till värdefull expertis, resurser och potentiella gemensamma forskningsprojekt. Det stärker inte bara Sveriges egen kapacitet utan positionerar oss också som en attraktiv partner på den internationella arenan. Rapporten “A Swedish Quantum Agenda” lyfter också fram vikten av fördjupat samarbete, särskilt med de nordiska grannländerna, för att bygga en starkare regional och global närvaro.
Vägen framåt mot kvantåldern i Sverige
Resan mot fullskaliga, feltoleranta kvantdatorer är fortfarande lång och fylld av utmaningar. Men riktningen är tydlig. Sverige har, genom strategiska investeringar, starka forskningsmiljöer som WACQT, och initiativ som QSIP som ska överbrygga gapet till industrin, lagt en solid grund. Den snabba IT-utvecklingen sedan 80-talet visar hur fort teknologiska paradigmskiften kan inträffa, och kvantteknologins potential väcker en liknande fascination inför framtiden. Vi står inför möjligheten att lösa problem som tidigare varit olösliga: att skapa nya material med önskade egenskaper, utveckla effektivare läkemedel genom precisa molekylsimuleringar, optimera komplexa system för ökad effektivitet och hållbarhet, och säkra vår digitala infrastruktur med ny kryptering. Genom att kombinera vår starka ingenjörstradition med modiga satsningar och internationell samverkan, har Sverige alla förutsättningar att inte bara hänga med i kvantrevolutionen, utan att vara en drivande kraft i den. Framtiden är kvantmekanisk, och Sverige är redo att ta steget.