EIFO og Novo Nordisk Fonden har sammen lavet en ny nordisk kvantesatsning i form af den nye virksomhed, QuNorth, som vil huse kvantecomputeren Magne. I denne artikel kan du få svar på centrale spørgsmål om indkøbet af det, der forventeligt bliver verdens stærkeste kvantecomputer, når den står klar til brug omkring årsskiftet 2026/27.
Danmarks Eksport- og Investeringsfond (EIFO) og Novo Nordisk Fonden investerer hver ca. 300 mio. kr. i etableringen af virksomheden QuNorth. Virksomheden har som hovedopgave at indkøbe, bygge og drive verdens hidtil stærkeste kommercielle kvantecomputer, som får navnet Magne. Se pressemeddelelse.
I 2022 lancerede Novo Nordisk Fonden sin hidtil største satsning på kvanteområdet: Novo Nordisk Foundation Quantum Computing Programme (NQCP) og Quantum Foundry Copenhagen. Målet er her at udvikle en såkaldt fejl-tolerant kvantecomputer, som fuldt fejlkorrigeret kan regne uden fejl i meget lang tid på selv de mest komplekse problemer. Computeren, der er under udvikling på NQCP, går under betegnelsen ’niveau 3’, hvor Magne vil gå under betegnelsen ’niveau 2’.
”Det vil først være efter 2030, at den fejltolerante kvantecomputer, som udvikles i NQCP og andre steder, er færdigudviklet og klar til brug. I mellemtiden har vi brug for at udvikle vores færdigheder inden for kvanteområdet, specielt kvantecomputing, yderligere, hvilket bedst gøres ved at give det nordiske kvanteøkosystem adgang til en stærk niveau 2-kvantecomputer, der kan hjælpe med at løse en række opgaver inden for få år og gøre os klar til niveau 3-kvantecomputerne,” siger Lene Oddershede, Chief Scientific Officer, Planetary Science & Technology, i Novo Nordisk Fonden.
“Med indkøbet af Magne ønsker vi at stille den ypperste teknologi, der på nuværende tidspunkt findes inden for kvantecomputere, til rådighed for det nordiske økosystem. Kvanteteknologi er et område, som vi vil fortsætte med at støtte i Novo Nordisk Fonden, og det samme er tilfældet med vores investeringsselskab, Novo Holdings. Specielt investerer vi målrettet i udviklingen af en niveau 3-kvantecomputer baseret på europæisk teknologi, og sammen med bl.a. EIFO lavede Novo Holdings for nylig sin første direkte investering i en kvantevirksomhed, Sparrow Quantum. Det eret område, som vi ser store potentialer i inden for både forskning og erhvervsliv,” uddyber Lene Oddershede, som herunder giver svar på en række spørgsmål om QuNorth og Magne.
Længere nede i artiklen svarer Scientific Director Morten Bache på, hvad brugerne mere konkret kan forvente sig af kvantecomputeren.
Hvad er fordelene ved at investere i en niveau 2-kvantecomputer, der forventes at blive udkonkurreret af en niveau 3-kvantecomputer indenfor fem år?
”Alle supercomputere har en vis levetid og vil med årene skulle erstattes af bedre teknologi. Sådan er det også med kvantecomputere. Magne står aktuelt til at blive verdens stærkeste kommercielt tilgængelige niveau 2-kvantecomputer, når den er klar til brug omkring årsskiftet 2026/27. Atom Computing vil bygge og levere kvantehardware til Magne, mens Microsoft vil integrere sin Azure-software, der vil være skræddersyet til Atom Computings neutral atom-teknologi. Teknologien anses aktuelt for i den nære fremtid (3-5 år) at have den bedste skalerbarhed og ydeevne blandt kvanteteknologierne.
Det giver danske og nordiske forskere og virksomheder adgang til kraftfuld kvanteteknologi, flere år før den næste generation af kvantecomputere, niveau 3, vil være tilgængelig. Det har en værdi i sig selv, fordi Magne vil kunne udføre de hidtil mest sofistikerede kvanteberegninger, der vil kunne finde anvendelser på en række områder inden for eksempelvis sundhed, bæredygtighed og finanssektoren. Den vil også have enorm værdi som grundforskning i kvantemekaniske systemer, samt i nye algoritmer inden for kunstig intelligens.
Magne kan desuden bruges til at udvikle og teste de algoritmer, der også kan bruges på niveau 3 kvantecomputere, som er under udvikling hos bl.a. NQCP og Quantum Foundry Copenhagen. Magne vil derfor kunne bygge bro mellem to generationer af kvantecomputere,” fortæller Lene Oddershede.
Hvorfor er netop Atom Computing og Microsoft, to amerikanske virksomheder, valgt som leverandører?
”EIFO og Novo Nordisk Fonden har lagt tre væsentlige kriterier til grund for valget af leverandør: Løsningens samlede bidrag til det danske og nordiske kvanteøkosystem, danske og nordiske forskeres adgang til den fysiske del af computeren, og platformens teknologiske forspring, styrke og anvendelighed, hvor det sidste kriterie er baseret på evaluering af publicerede resultater samt roadmaps.
Atom Computing som hardwareleverandør samt Microsoft som leverandør af kvantesoftware var den kombination, der efter en grundig evaluering opfyldte disse tre kriterier bedst, og derfor er valget faldet på dem. Begge virksomheder er allerede engageret i det danske og nordiske kvanteøkosystem, hvor især Microsoft har bidraget gennem massive investeringer i Danmark gennem de seneste år. Med samarbejdet om Magne er det vores klare forventning, at deres engagement vil vokse endnu mere.
Leverandørerne af computerdelene er ganske rigtigt amerikanske virksomheder, men både Magne og QuNorth får hjemsted i København. At vi får en kvantecomputer fysisk placeret i Danmark har stor betydning for datasikkerheden, idet vi kan garantere, at data forbliver i Norden. Endvidere vil denne stærke kvantecomputer være en platform, hvorfra vi kan udvikle kvantekompetencer til gavn for Danmark, Norden og Europa.
Det er vigtigt at slå fast, at Magne bliver 100 procent danskejet, da EIFO og Novo Nordisk Fonden i fællesskab ejer virksomheden QuNorth, som har købt Magne. Al intellektuel ejendom og data på computeren vil tilhøre de danske og nordiske forskere og virksomheder, der bruger Magne til deres projekter,” understreger Lene Oddershede.
Hvorfor er det vigtigt at indkøbe en kvantecomputer, som er fysisk placeret i Danmark?
”Det handler i bund og grund om at sikre en stabil, nordisk adgang til kritisk teknologi. Ingen af de nordiske lande har i dag en adgang, der giver fortrinsret til den nyeste kvanteteknologi. Indkøbet af Magne vil være med til at ændre dette.
Magne bliver en af verdens stærkeste kvantecomputere. Det betyder, at vi får adgang til et hidtil uset forskningsmæssigt og kommercielt potentiale, der kan bidrage til at udvikle en europæisk kvantehub i Norden og arbejde henimod en global førerposition på dette område. Den vil give adgang til både akademikere samt industrien, og ved at placere den i Danmark vil den kunne stimulere lokale og regionale udviklingsprojekter som ellers aldrig vil kunne lade sig gøre.
Indkøbet af Magne er derfor en investering i højteknologisk infrastruktur, som kommer både Danmark, Norden og Europa til gavn. Magne vil forventeligt være ekstremt eftertragtet, når den er klar til brug. Derfor er det vigtigt at understrege, at Magne er tiltænkt det nordiske økosystem, som via QuNorth får adgang til computeren på meget attraktive vilkår,” afslutter Lene Oddershede.
Første kommercielt tilgængelige kvantecomputer af sin art
Da Magne er en kvantecomputer på niveau 2, har den har en række anvendelsesmuligheder, der rækker langt ud over de computere på niveau 1, der på nuværende tidspunkt er til rådighed.
”Vi forventer, at Magne bliver den første kommercielt tilgængelige kvantecomputer på niveau 2, når den står færdigbygget og klar til brug om ca. 18 måneder. Det betyder konkret, at Magne bliver den første kommercielt tilgængelige kvantecomputer, hvor mange fysiske qubits, som er kvantecomputerens svar på bits, sammen arbejder for at danne de mere stabile logiske qubits gennem fejlkorrektionsalgoritmer,” forklarer Morten Bache, Scientific Director fra Novo Nordisk Fonden.
Der findes allerede adskillige firmaer, der tilbyder kommerciel adgang til kvantecomputere. Hvad gør Magne til noget særligt?
”Der findes ganske rigtigt flere kommercielt tilgængelige kvantecomputere, men de er alle på niveau 1 og beregner direkte ved hjælp af fysiske qubits, som kun kan bruges til simple beregninger. Logiske qubits, som kendetegner kvantecomputere på niveau 2, er resultatet af et større orkestreringsforløb, hvor man observerer og korrigerer for fejl, der opstår undervejs i kvantekredsløbet. De forbedrede logiske qubits bruges så i stedet til beregningerne i kvantekredsløbet. Dette sker i store, komplekse fejlkorrektionsalgoritmer.
Derfor er niveau 2-kvantecomputere meget mere avanceret teknologi end niveau 1-kvantecomputere. I dag er logiske qubits lige netop så gode, at ydeevnen er bedre end niveau 1-kvantecomputere. Den forskel vil kun blive tydeligere, i takt med at forskere og ingeniører udvikler denne avancerede teknologi sammen. Når Magne bliver tager i brug omkring årsskiftet 2026/27, bliver den forventeligt en af verdens kraftigste kvantecomputere,” siger Morten Bache.
Magne gør brug af Microsofts Azure-software. Hvilken betydning har det for brugerne?
”Det vil kræve en Azure-konto at logge ind og starte arbejdsopgaver på Magne. Igennem Azure vil de logiske qubits blive styret, da dette er et dybt integreret samspil mellem software og hardware, som Atom Computing og Microsoft gennem flere år har udviklet. Azure vil også tilbyde forskellige arbejdsforløb, styret af Copilot, kunstig intelligens, og de seneste udviklinger inden for det område når Magne står klar omkring årsskiftet 2026/27.
Det er vigtigt at understrege, at der også vil være muligheder for de brugere, der foretrækker andre styresystemer, compilers, eller softwareløsninger, fx under open source. Det vil bl.a. være muligt at få adgang direkte til det laveste kodelag som Atom Computing bruger til at styre qubits. Det tillader brugerne fx at bruge de fysiske qubits direkte, uden at lave logiske qubits, eller at lave helt egne fejlkorrektionsalgoritmer til at teste nye typer logiske qubits som ikke er med i Azure-pakken. Det vil tillade eksperter at teste og benchmarke forskellige scenarier,” siger Morten Bache.
Hvilke konkrete opgaver vil kvantecomputeren Magne kunne bruges til?
”Med Magne vil forskere kunne begynde at modellere visse vigtige kvantekemiske problemer i samspil med traditionelle supercomputere. Dette område er i rivende udvikling og vil have stor betydning inden for forskning og udvikling af nye materialer til den grønne omstilling, fx til power-to-X eller til nye typer bæredygtige batterier. Det kan også hjælpe os med at blive bedre til at forstå kritiske aspekter af den globale opvarmning, som hvordan fx lys og små molekyler vekselvirker i atmosfæren, inklusive nedbrydning af ozonlaget.
Magne vil også være i stand til at kunne løse forskellige kvantekemiske problemer i biologiske systemer. Det kan være fx detaljer omkring hvordan proteiner og enzymer virker, hvilket er vigtige skridt på vejen mod at udvikle bedre lægemidler og forstå hvordan vi kan kopiere naturens effektive måde at lave kemi på,” forklarer Morten Bache, som nævner følgende konkrete områder, som Magne kan være med til at give et bedre indblik i: DNA-skader i celler fx under kemoterapi; regulering af antioxidanter i blod; proteiners rolle i sygdomsforløb og under behandling med et lægemiddel; vekselvirkningen mellem lys og biomolekylære systemer; simulering af den aktive del af enzymer.
”Magne vil også kunne bidrage til at løse komplekse optimeringsproblemer. Inden for industrien kan den fx finde anvendelse i forbindelse med ruteoptimering og planlægning af forsyningskæder,” tilføjer Morten Bache.
Hvilke typer af virksomheder er Magne mest relevant for?
”Der er to typer af virksomheder, som kan gøre brug af Magne på hver sin måde: Virksomheder, som arbejder med kvanteteknologi, og slutbrugerne af de beregninger, som Magne kan lave.
Den første brugergruppe kan fx være virksomheder inden for kvantesoftware, kvantestyresystemer, kvantekontrolelektronik og andre leverandører på komponentsiden. Magne er nemlig en komplet full stack-kvantecomputer. Det betyder, at den ikke kun består af selve hardwaren der indeholder qubits, men også af algoritmer, software, styresystem, compiler og kontrolelektronik. Et unikt aspekt i samarbejdet med Atom Computing og Microsoft er, at der i Magne vil være adgang til at udvikle forskellige dele af kvantecomputerens stack. Dette muliggør samarbejde for forskere og entreprenører fra forskellige dele af teknologikæden om udvikling af de spirende teknologier, der skal løses for at kunne realisere en fejl-tolerant kvantecomputer på næste niveau.
Blandt slutbrugerne af Magne er store, industrielle virksomheder og banker, samt konsulenthuse, startups og andre mindre virksomheder inden for kunstig intelligens, der har mod på at prøve kvantealgoritmer af. Magne bliver nemlig en stor, kraftfuld kvantecomputer, der kan udføre mere og mere sofistikerede kvanteberegninger. Når Microsoft samtidig leverer et skræddersyet og brugervenligt softwarelag og sørger for, at Magne er integreret med kraftige traditionelle supercomputere i clouden, vil det i den grad tilgodese de brugere, som gerne vil i gang med at bruge en kvantecomputer til at løse komplekse opgaver inden for nye områder. På grund af sin brugervenlighed vil Magne derfor kunne bygge en vigtig bro mellem det teknologiske skub og det brugerdrevne træk,” slutter Morten Bache.
