- Lær deg kvanteutvikling!

Morgendagens utviklere vil programmere på kvantedatamaskiner, mener professor. Nå får Norges sin første.

Professor Sølve Selstø (hvit skjorte) sier at vi i tillegg til forskning trenger folk som kan programmere kvantedatamaskinene. Her står han sammen med resten av teamet bak SPINQ - Norges første kvantedatamaskin. Fra venstre: Andre Brodtkorb, leder for gruppa Matematisk Modellering. Laurence Habib, instituttleder. Gustavo Mello, leder for gruppa Kunstig Intelligens. Sergiy Denysov, professor. Perdo Lind, professor.  📸: Kari Anne Røysland, Oslomet.
Professor Sølve Selstø (hvit skjorte) sier at vi i tillegg til forskning trenger folk som kan programmere kvantedatamaskinene. Her står han sammen med resten av teamet bak SPINQ - Norges første kvantedatamaskin. Fra venstre: Andre Brodtkorb, leder for gruppa Matematisk Modellering. Laurence Habib, instituttleder. Gustavo Mello, leder for gruppa Kunstig Intelligens. Sergiy Denysov, professor. Perdo Lind, professor. 📸: Kari Anne Røysland, Oslomet. Vis mer

- Arbeidsgivere er interessert i folk som er gode til å programmere og som kan forholde seg til kvanteprogrammering. Dette kan du lære deg uten å ha studert det i mange år, sier Sølve Selstø, professor ved Institutt for informasjonsteknologi ved Oslomet, til kode24.

Den 18. november avduker Oslomet Norges første kvantedatamaskin. Bak datamaskinen står forskere og ledelsen ved Institutt for infromasjonsteknologi ved Oslomet.

Stor etterspørsel

Ifølge Selstø er ikke kvantedatamaskinen ved Oslomet stor i en internasjonal sammenheng.

- Men det er en manifestasjon på at ting skjer på området også i Norge. Dette er noe som vi vil se mer av i fremtiden, sier Selstø.

Professoren sier at vi i tillegg til forskning trenger folk som kan programmere kvantedatamaskinene.

- Dette er viktig. Vi må øke kvanteforståelsen blant studenter og den generelle befolkningen. Alle bør vite litt om hva kvantefysikk og kvantedatabehandling er. Etterspørselen er allerede større enn tilbudet på jobbmarkedet, så du tar ikke noen stor sjanse ved å ta en slik utdanning, sier han.

Oslomet er den eneste utdanningsinstitusjonen i Norge som tilbyr utdanning innenfor kvanteprogrammering.

Kvanteforklaring

Selstø forstår kvantedatamaskiner som en mer generell og fundamental tilnærming til informasjon. Når det blir lagret informasjon i tradisjonell datasammenheng, er vi vant til å tenke på 0 og 1 som de minste bestanddelene.

- Men det finnes en mer generell tilnærming. Mange har hørt om Schrödingers katt som er både død og levende på én og samme tid. Slik funker også kvantebits, eller qubits, som kan være både 0 og 1 på samme tid.

Ifølge professoren øker kvantebits informasjonsmengden. På en klassisk datamaskin kan du med to bits for eksempel operere med 00, 01, 10 eller 11. Men en qubit kan derimot være litt av alle fire samtidig. Dette kalles for en superposisjon, som innebærer at «du kan ha en blanding av mange ting samtidig».

- Informasjonsmengden øker eksponentielt. Dersom du bikker over 60 qubits er nok informasjonsmengden allerede mer enn du noen gang kan håndtere med en klassisk datamaskin, sier Selstø.

Stort potensiale

Selstø mener at kvantedatamaskiner gir mange muligheter for norske utviklere. Han tror at flere av fremtidens utviklere vil programmere på datamaskinene.

- Hvis du søker på internasjonale jobbutlysnings-plattformer vil du se at kvantekompetanse er etterspurt.

- Hvilken programvare er det som kjører på datamaskinene?

- En del standard-algoritmer er kjente. Men ferdig programvare som kan lastes ned og kjøres slik vi er vant med når det gjelder tradisjonelle datamaskiner, er det lite av.

Ifølge ham er det mest brukte programmeringsspråket qiskit, som laget til OpenQASM og IBM Qs kvanteprosessorer.

Professoren sier at bruksområdene er mange, men anvendelsene er i all hovedsak knyttet til å gjøre beregninger - altså til å løse problemer der tall er involvert.

- En av de viktigste retningene i så måte er optimering – altså det å finne optimale løsninger på komplekse problemer – enten det dreier seg om medisinske behandlingsformer, komplekse kjemiske systemer eller maskinlæring.

Tekniske problemer

Ett av problemene med kvantedatamaskiner er å hente ut resultatet man vil ha.

- Selv om alle resultatene av en beregning ligger der kan du bare hente ut ett av resultatene. Derfor er det avgjørende å klare å komme opp med algoritmer der de resultatene vi ønsker blir forsterka, og de vi ikke ønsker nulles ut – omtrent som støyen i støy-reduserende høretelefoner.

Fordelen med kvantedatamaskiner er at informasjonsmengden er hinsides vanlige data.

- 50 eller 60 qubits høres ikke mye ut sammenlignet med vanlig data. Men det er en helt annen tilnærming til informasjon. Hvis du har hundrevis av qubits kan vi forholde oss til problemstillinger vi ikke klarer å beskrive med dagens datamaskiner, sier forskeren.

Han mener det er viktig at Norge følger med på utviklingen.

- Det er på tide at også vi i Norge vi våkner og kjenner kaffelukten her - nettopp på grunn av potensialet i teknologien. Det kan for eksempel bli brukt i medisinske og industrielle sammenhenger, sier han.

Lovende framtid

Selstø legger til at kvantedatamaskiner også presenterer en demokratisk utfordring:

- Ett av de få selskapene som har kjøpt teknologien er Lockheed Martin. De kan bruke dette til ting som våpenutvikling og kryptografi og kodeknekking i militære sammenhenger. Det er en fare for at det kan blir brukt på negative måter.

Ifølge professoren er det flere utfordringer som gjenstår for å kunne lage stor-skala, fullt operativ kvantedatamaskin. Blant annet å lage arkitekturen slik at alle qubitsene kan snakke med alle andre. En annen utfordring er at qubitsene må være isolert fra omgivelsene. Det kan ikke være energitap eller at bakgrunnsstrålingen påvirker qubitsene; slikt vil føre til at systemet mister kvante-egenskapene sine.

- Samtidig har det kommet store gjennombrudd, som gir meg en tro på at kvantedatamaskiner kan løse reelle problemer i nær framtid. Industrien er med på å drive utviklingen. Jeg er sikker på at IBM og andre ikke hadde gjort det hvis ikke de trodde det hadde vært noe i det, sier han.