”En rejäl upprampningsfas men nu är vi i steady state”

Under 10 – 12 maj gick den fjärde omgången av WACQTs årliga majmöte av stapeln. Med på plats för att ta del av centrets utveckling och aktiviteter under året som gått är ett 130-tal av de doktorander, post-docs, forskare, partners och rådgivare som är kopplade till WACQT. En medlemsgrupp som ökat kraftigt i antal sedan starten 2018 och som därför också vuxit ur lokalerna på Chalmers och i år möts upp på det betydligt större Wallenberg Conference Centre.

Mötets tre dagar är späckade av poster-sessions, föreläsningar om aktuella forskningsprojekt och övergripande samtal om WACQTs status och framtid. I foajén, framför en av de många forsknings-posters som pryder väggarna hittar vi Raphaël van Laer, forskarassistent i kvantteknologi på Chalmers och en av WACQTs forskare. För honom innebär majmötet en möjlighet till viktiga utbyten - vetenskapliga och sociala - med andra forskare inom centret.

– Det är inte ofta man får chans att träffa alla inom WACQT på det här sättet. För mig innebär det också att jag kan få chansen att nätverka med andra WACQT-forskare, och det är såklart jättevärdefullt, säger han.

Ett par meter därifrån står några av alla de 40 doktorander som under dagarna har haft möjlighet att berätta om sina forskningsprojekt och visa upp sina posters.

– Det är fint att vi doktorander får möjlighet att presentera våra projekt. Det här är ett bra sätt för alla att få en bra överblick av all den forskning som sker inom WACQT. Och jag gillade verkligen strukturen i årets program, säger Natalia Kuk, doktorand inom "Trapped Ion Quantum Technologies” vid Stockholms universitet.

Och Mattias Ammitzböll, doktorand i Atomfysik vid Lund Tekniska Högskola, håller med.
– Jag tycker att det var bra att det var lite kortare sessioner i år, och att man genom att ta del av alla PI’s dragningar om olika fokusområden inom WACQT fick ta del av höjdpunkter från alla projekt säger han.

Doktoranderna tycker också sig känna av ett starkare fokus på kommersialisering inom fältet jämfört med tidigare år.
– Det har pratats en hel del om start-ups och affärssidan inom kvantteknologi. Jag tycker att det hade varit intressant att få lyssna på ett företag som kan berätta om vad de sysslar med på området, säger Marcus Lindén, industridoktorand inom Atomfysik vid LTH.

Kvantdatorn snart helt i gång

I vimlet hittar vi också Per Delsing, föreståndare för WACQT och en av de sex ursprungliga forskare som för fem år sedan sökte det anslag som skulle göra WACQT möjligt. Att se medlemsantalet gå från en handfull till de 126 WACQT:are som är på plats idag är onekligen ett tecken på att centrets utveckling går åt rätt håll.

– Det ger såklart en väldigt bra känsla att se att det går framåt, och att få träffa allihop i WACQT. Nu är vi nästan halvvägs in i centrets finansiering. Vi har haft en rejäl upprampningsfas, men nu är vi i ”steady state”, säger Per.

Det går inte att prata om WACQTs status utan att komma in på centrets huvudprojekt. En 25 kvantbitardator – som på sikt ska komma upp i 100 kvantbitar – och som har varit under utveckling sedan start. Om allt går enligt plan förväntas den vara helt i gång innan årets slut.

– Nu jobbar vi för fullt med att få i gång den. Vi kör vissa grejer på den nu men hela funkar inte än. Parallellt jobbar våra teoretiker på ett antal problem som vi ska lösa när den väl funkar. Det kan handla om flygtrafiksoptimering eller att simulera molekyler för katalysatorer eller läkemedelsutveckling. Det kan också handla om proteinveckning, alltså hur man kan få proteiner att ”krulla” ihop sig, vilket är av betydelse om man till exempel vill förstå vissa sjukdomar, förklarar Per.

Testbädd tillgänglig inom två år

Kvantdatorn står just nu också modell för bygget av den kvantdatorkopia som WACQT kommer att kunna erbjuda som testbädd för externa forskningsaktörer och företag som vill testa algoritmidéer. Testbädden förväntas stå klar under januari 2025 men redan i början av 2024 kommer en kundserviceenhet, Quantum Helpdesk, finnas på plats, redo att ta emot samtal från företag som vill ta hjälp av kvantdatorn för att lösa specifika utmaningar. Liknande testbäddar finns på några få håll runtom i världen, och IBM är en aktör som just nu i färd med att bygga en. Men på en viktig punkt skiljer sig projekten åt.

– IBM talar inte om vad de har under huven, men det gör vi. Skillnaden för kunden blir att man kan optimera sin algoritm om de kan se hur den fungerar. Om du skulle köra en Formel 1-bil, men inte vet om den är eldriven eller hur många cylindrar den har, kommer du inte vinna racet, förklarar Per.

En stor del av syftet med WACQT handlar just om att göra kvantteknologin tillgänglig för samhället utanför forskningslabben. Och på den punkten ses testbädden som en framgångsfaktor.

– Det är ju jätteroligt att vi har kommit så långt och att vi har något tillgängligt som kommer att göra nytta. Jag har ju forskat på området i snart 40 år och att vi nu kan erbjuda något som kan göra nytta för andra känns jättebra, säger Per.

Skapa rätt förväntningar i kvanthypen en viktig uppgift

Men bredvid den tekniska utvecklingen inom centret, har arbetet för Per och hans kollegor under året också varit centrerat kring att få färdigt det drygt 15 sidor långa dokumentet som utgör Sveriges första kvantagenda. Syftet? Att bidra till formulerandet av en nationell kvantstrategi som tillvaratar kvantteknologins möjligheter och ser till att Sverige ligger i framkant på området. För det behövs konkreta mål som säkrar kompetens inom kvantteknologi, både genom utbildning och forskning såväl som kompetensutveckling inom industri och samhälle. Och i slutet av mars blev den så äntligen klar. Presentationen av innehållet för regeringen skedde i två steg. Först ett runda bordet-samtal på IVA med bland andra utbildningsminister Mats Persson. Därefter en dragning med fördjupande samtal hos utbildningsdepartementet, och en rad representanter från andra departement.

– De ställde mycket intresserade frågor och det vi ville få sagt gick fram. Sen får de tänka efter på sin front. Men det är tydligt att regeringen ägnar tid åt det här och att det är ett viktigt ämne. För oss är det viktigt att man från politiskt håll inte har fel förväntningar på kvantteknologin. Det här är en resa som kommer att ta lång tid. Det kommer att komma en kvantrevolution, men inte imorgon, säger Per.

Ja, hypen kring kvantteknologins potential kommer med stora förväntningar – men också med en del missförstånd. Det blir extra tydligt under den presentation som Robert Rehammar, forskare inom kvantteknologi, håller under mötets tredje dag. Under rubriken ”Hope for Quantum Computing?” lyfter han en vanlig - och något oroväckande – reaktion som han ofta möter från investerare:

”I don’t know much about quantum computers, but they seem really fantastic, and I know that they’re really fast.”

Roberts poäng är att kvantteknologiforskningen är längre bort från en bredare kommersialisering än vad omvärlden kanske förstår. Och det här är ett också ett bekymmer som Steven Girvin, professor vid Yale Quantum Institute och ordförande för WACQTs vetenskapliga råd, också delar.

– Det här är ett problem som verkligen oroar mig. Det finns en snabbt växande hype kring ämnet med stora kapitalinvesteringar. Det är viktigt att förstå att kvantdatorer har en enorm potential men att vi fortfarande befinner oss i ett tidigt skede. Vi har inga datorer som sådana, vi har intressanta fysiska enheter, demonstrationer av projekt och experiment som lär oss det vi behöver veta för att bygga användbara datorer. Och vi måste vara försiktiga när vi pratar med investerare och regeringar måste ha tålamod och inte vara alltför fokuserade på hypen. Jag är glad att se att WACQT har spelat en viktig roll i den svenska kvantagendan som överlämnades till regeringen, säger Steven.

Vetenskapligt råd ser ljust på WACQTs utveckling

Med 45 års forskning på området är Steven Girvin en sann förgrundsgestalt inom kvantmekaniken och som ordförande för WACQTs vetenskapliga råd är han på plats för att utvärdera hur forskningen inom centret fortskrider, hur centret stöttar den kvantteknologiska utvecklingen i stort och hur outreachen i samhället ser ut. Och såklart hur det går med bygget av kvantdatorn.

– Det är såklart roligt för oss medlemmar i det vetenskapliga rådet att få ta del av fysikforskningen och ingenjörskonsten som pågår inom WACQT, och att följa dess framsteg. Det finns så många forskningsområden som exponeras nu och det är verkligen intressant att höra om. Huvudprojektet med att bygga ett system med 25 kvantbitar skala gör framsteg. Det är en ganska stor skala och ingenjörerna bygger verkligen ett komplext system här, säger Steven.

Förutom WACQT och Yale Quantum Institute är Steven involverad i ett av de fem nationella center verksamma inom kvantteknologi i USA, vilket ger honom ett nästintill unikt perspektiv på hur WACQT står sig i jämförelse. Och här lyfter han centrets industridoktorander som en utmärkande faktor.

– En sak som är särskilt imponerande är det industriella doktorandprogrammen i WACQT. Det är intressant att ta studenter till verkliga företag med verkliga problem. På det sättet kan man lära sig och få öva på problem som verkligen är användbara för oss. Optimeringsproblem till exempel som har så många variabler och som det läggs mycket pengar på. Vi känner till några algoritmer som kan vara till hjälp. Företag och deras industridoktorander lär sig om kvantteknologi, och vi lär oss vilka problem som behöver lösas. När man ger råd lär man sig mycket också, säger Steven.

En andra kvantrevolution på väg – men inte imorgon

I samtalen tillåter vi oss att bredda frågan om kvantteknologins möjligheter. Och ämnet utgörs onekligen av en paradox. För samtidigt som hypen kan skapa missförstånd, överstiger kvantteknologins framgång alla förväntningar. Eller som Steven säger:

– Jag är förvånad över framstegen. Jag hade aldrig kunnat tro att vi skulle komma så långt. Men avståndet till målet är så långt bort.

För att sätta det i perspektiv påminner Steven om vad som brukar kallas för den första kvantrevolutionen och som startade för 100 år sedan och banade väg för transistorn år 1947, och drygt tio år senare också lasern, och sedermera även 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 – om den frigörs - kan bana väg för en andra kvantrevolution.

– Under de senaste tre decennierna har vi långsamt kommit att förstå att om vi bygger en helt kvantbaserad maskin finns det många fler kraftfulla saker du kan göra inom beräkning, kommunikation och mätning. Det finns så mycket mer kraft att släppa lös med en potential som är lika stor som i den första kvantrevolutionen. Det är det här som är grunden för den andra kvantrevolutionen, säger Steven.

Och så till den riktigt stora frågan: När kommer revolutionen på riktigt?

– Om tio år kommer vi att ha en mycket bättre förståelse för hur vi ska svara på den frågan, säger Steven och skrattar.
– De tidiga applikationerna kommer att vara för forskare och deras problem. Men sen kommer tillämpningsområdena att bli mycket större. Min gissning är mer än 10 år bort.

Och för att göra saken än mer komplex, tror Per Delsing inte ens att vi kommer inse när revolutionen väl är här.

– Om 30 - 40 år kommer vi att betrakta det här som en stor omvälvning av hela samhället. Under själva
revolutionen märker man inte så mycket, det är först när man tittar tillbaka som det blir tydligt att det var en revolution.