Nå regner det penger over kvanteteknologien – her er ti utfordrere

Året 2025 er utnevnt til det internasjonale året for kvantefysikk og kvanteteknologi. I år er det 100 år siden fysikeren Werner Heisenberg utviklet rammeverket for kvantefysikken. Årets nobelpris i fysikk gikk også til kvanteforskere som gjorde viktige eksperimenter på 1980-tallet.

Ifølge analyseselskapet McKinsey, som for fjerde år på rad har undersøkt markedet for kvanteteknologi, har det skjedd et skifte når det gjelder kvantedatamaskiner. I stedet for å øke antallet kvantebits, handler det nå om å stabilisere dem – et vendepunkt, ifølge analyseselskapet.

McKinsey mener dette viser at kvanteteknologi kan bli en pålitelig del av fremtidens teknologiinfrastruktur. Selskapet anslår at markedet for kvantedatamaskiner vil vokse fra fire milliarder dollar i 2024 til 72 milliarder dollar i 2035.

Store investeringer i kvanteteknologi

Kvantedatamaskiner kan være vanskelige å forstå for dem som ikke er kvantefysikere, men bransjen styres, som mange andre, av penger. I tillegg til giganter som IBM, Google og Microsoft finnes det nå mange oppstartsbedrifter som jobber med kvantedatamaskiner.

Simon Gustavsson, tidligere hovedforsker ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) sin gruppe for produksjon av kvantesystemer, har selv grunnlagt og solgt to kvantebedrifter.

Siden høsten 2024 har Gustavsson jobbet heltid i Google, etter at teknologigiganten kjøpte opp selskapet Atlantic Quantum, som han var med på å grunnlegge i 2022.

Selskapet jobbet med en spesiell type kvantebit kalt fluxonium. Gustavsson kan ikke kommentere avtalen med Google, men har sett hvordan markedet for kvantebedrifter har endret seg over tid.

– I 2014 startet jeg et selskap som het Labber. Vi utviklet programvare for å kontrollere kvantebits. Den gangen var det vanskelig å få inn risikokapital til kvanteteknologi – det var litt for tidlig. Jeg solgte til slutt selskapet til Keysight, en produsent av elektronikk. Det var sammenligningsvis enklere å hente kapital til Atlantic enn det var til Labber. Det har kommet flere kvantebedrifter siden Atlantic ble grunnlagt, og det er mye kapital tilgjengelig fra investorer, sier Gustavsson.

Mye hype

Selv om det finnes kapital for unge selskaper, og giganter som IBM, Google og Microsoft satser tungt på kvantedatamaskiner, er ikke de praktiske anvendelsene helt på plass ennå, ifølge Gustavsson.

– Det skjer mye, men man må nok si at det også er en del hype. Det loves mye, og selv om forventningene til slutt blir innfridd, vil det ikke skje med det første. Det finnes også mange spekulative anvendelser som ikke passer så godt for kvantedatamaskiner, sier han.

For eksempel håper mange at kvantedatamaskiner skal kunne forbedre kunstig intelligens. Men generelt er beregninger innen systemer som bygger på kvantefysikk, det som egner seg best for kvantedatamaskiner.

– På kort sikt er de mest sannsynlige anvendelsene beregninger som kan gi bedre materialer og medisiner. Disse anvendelsene er kanskje ikke så synlige i hverdagen for folk flest, men de kan på sikt gi store samfunnsgevinster, sier Gustavsson.

At kvantedatamaskiner skal være nyttige på mange ulike områder, anses av noen som en overdrivelse. For eksempel kan det være vanskelig å finne gode bruksområder innen enkelte typer optimaliserings- eller logistikkproblemer, sier KTH-professor Johan Håstad i et intervju med Svenska Dagbladet. Det er Gustavsson enig i.

– Den er rask til å regne, men ikke så god til å håndtere store datamengder. Folk snakker ofte om optimalisering, og selv om en kvantedatamaskin kan være bedre til å optimalisere enn en vanlig datamaskin, kan det være vanskeligere å få inn dataene i en kvantedatamaskin, sier han.

KI og kvanteteknologi

Hva kvantedatamaskiner faktisk vil kunne løse, gjenstår å se. Foreløpig jobber mange aktører fortsatt med å utvikle delsystemer, snarere enn ferdige datamaskiner.

– Vi er i en tidlig fase der mye penger investeres i systemer som skal bidra til å bygge ny teknologi. Man snakker ofte om å investere i spader og hakker for å kunne grave etter gull. Vi er fortsatt i den fasen der vi bruker mest penger på å utvikle systemene som skal bygge datamaskinene, heller enn å bygge dem, sier Gustavsson.

Når det gjelder problemer som krever store datamengder, som enkelte optimaliserings- eller logistikkproblemer, går tankene lett til et annet hett teknologiområde – kunstig intelligens.

Forskning på maskinlæring og kunstig intelligens har pågått lenge, men feltet har fått et oppsving i offentligheten de siste årene.

– Egentlig har det ikke skjedd så mye nytt innen kunstig intelligens. Mange av ideene som brukes i dag, fantes for 20 år siden også. Men takket være kraftigere prosessorer og all dataen fra internett har man blant annet kunnet lage chatbotene og dermed skape et helt nytt marked. Det samme kan skje for kvanteteknologien – når man først bygger en fungerende datamaskin, kommer anvendelsene etter hvert, sier Gustavsson.

Selv om utviklingen for kvantedatamaskiner kan gå raskt, vil den trolig ikke merkes like tydelig som utviklingen innen kunstig intelligens.

– Kvanteteknologi er mer abstrakt enn kunstig intelligens. KI er svært synlig i samfunnet, med tydelige anvendelser som folk kan bruke direkte. Slik blir det nok ikke med kvanteteknologi – det blir ingen ny dings du har i lomma, sier Gustavsson.

Han mener likevel at utviklingen innen KI har vært positiv for kvantebedrifter. Investeringsviljen i teknologiselskaper har generelt økt.

– Folk har sett at det går an å investere i avansert teknologi som har potensial til å skape nye produkter og anvendelser, sier Gustavsson.

Slik fungerer kvantedatamaskiner

Kvantedatamaskiner bygger på kvantebiter, som i motsetning til bitene i klassiske datamaskiner ikke bare kan være null eller én. En kvantebit kan være i en superposisjon av begge verdiene samtidig, og gjennom andre kvantemekaniske fenomener kan beregningskapasiteten til en kvantedatamaskin øke eksponentielt med antallet kvantebiter.

Dermed kan en kvantedatamaskin i teorien utføre mange beregninger samtidig, noe som kan være nyttig for utvikling av for eksempel nye medisiner eller materialer. Kvantebiter er imidlertid svært følsomme og kan lett forstyrres.

For å få robuste systemer trengs et stort antall kvantebiter som brukes sammen i det som kalles en logisk kvantebit. Systemer med flere logiske kvantebiter er nødvendige for å kunne utføre beregninger med praktisk nytte.

Et eksempel er initiativet Qunorth, der Microsoft og Atom Computing skal levere en kvantedatamaskin med 50 logiske kvantebiter, som til sammen består av over 1.200 fysiske kvantebiter. Microsoft har som mål å skalere opp til en datamaskin med 1 million fysiske kvantebiter ved hjelp av såkalte topologiske kvantebiter.

– Man snakker ofte om at det vil kreves mellom 100 og 1.000 kvantebiter per logisk kvantebit. Jeg tror det trolig vil holde med rundt 5.000 logiske kvantebiter for å kunne utføre meningsfulle operasjoner, sier Gustavsson.

Foreløpig finnes det ingen kvantedatamaskiner med tusenvis av logiske kvantebiter. En mer spesialisert kvantedatamaskin kan imidlertid klare seg med færre, tror Gustavsson – selv om mange selskaper ønsker å utvikle maskiner som kan løse mer generelle problemer.

– Vi får nok brukbare maskiner relativt snart. Jeg vil tippe at det vil finnes nisjesystemer som løser spesialiserte problemer innen fem år. Spørsmålet er hvor nyttige de blir, og hvor mye penger de kan tjene. Samtidig finnes det selskaper som allerede i dag har inntekter fra å leie ut eller selge kvantedatamaskiner. Kundene deres vil nok først og fremst teste den nye teknologien – men det viser at det finnes både interesse og et marked. IBM tilbyr for eksempel ulike systemer til kundene sine, sier Gustavsson.

Har de som leier eller kjøper kvantedatamaskiner fra for eksempel IBM, noen nytte av dem?

– For å være ærlig, neppe direkte. Men for produsentene handler det om å bygge et fremtidig marked, og for kundene handler det om å forstå hvordan kvanteteknologien fungerer og hvordan den kan brukes på deres problemer, sier Gustavsson.

Artikkelen ble først publisert på Ny Teknik for deres abonnenter. Den er tilgjengelig på norsk for Digis abonnenter gjennom vår samarbeidsavtale.