Den finska teknikpionjären Quanscient utnyttjar kvantberäkningar för att accelerera utvecklingen av komplexa ingenjörsmodeller. Företagets programvara möjliggör kraftfulla simuleringar i molnet och används redan av fusionsenergiutvecklare som tyska Proxima Fusion och brittiska Atomic Energy Authority.
"Att kontrollera vätgasplasma med magnetfält kräver extremt avancerade beräkningar," säger Juha Riippi, VD för Quanscient.
Mot en helt digital produktutveckling
Trots avancerade verktyg krävs idag fortfarande fysiska prototyper i bil- och flygplansdesign. Men med hjälp av en investering på 5,2 miljoner euro siktar Quanscient på att göra tester helt digitala. I framtiden kan CAE-verktyg (computer-aided engineering) ersätta vindtunnlar och fysiska modeller med hjälp av kvantberäkningar.
Kvantberäkningar löser omöjliga problem
När aerodynamiken hos ett flygplan modelleras måste flera fysikområden kombineras – från luftflöde och vibrationer till värmeutveckling vid höga hastigheter. Sådana simuleringar blir snabbt för komplexa även för dagens superdatorer.
"Kvantteknik kan lösa beräkningsproblem som idag är olösbara. Om vi vill ha högre noggrannhet och kombinera fler fysikmodeller skulle det ta år med traditionella datorer," säger Riippi.
Framtidssäkra lösningar med kvanttillämpningar
Quanscient utvecklar nu sin första kommersiella mjukvara för kvantberäkningar. Med företagets algoritmer kan man redan simulera till exempel en spoilers aerodynamik och värmeutveckling. Även om detta idag kan göras med en vanlig bärbar dator, förklarar Riippi att endast 12 kvantbitar (kubitter) behövs för simuleringen.
Kubittarnas roll i kvantrevolutionen
Kubitten är kvantdatorns motsvarighet till en bit i traditionella datorer. Varje extra kubitt fördubblar kapaciteten. Vid 60–100 kubitter når vi beräkningar som är omöjliga för klassiska datorer.
Den globala tävlingen om fler kubitter är intensiv. IBM har redan en dator med över 400 kubitter och Atom Computing passerar 1 000. VTT:s finska kvantdator siktar på 300 kubitter, men framtiden kräver mycket mer – kanske en miljon kubitter för att hantera verklighetstrogna simuleringar.
Kvantteknikens framtid är nära
Inom två till tre år förväntar sig Quanscient att deras algoritmer kan lösa problem som är utom räckhåll för dagens datorer. Företaget kombinerar moln- och kvantberäkningar för att ligga i framkant.
"Finland är en ledande nation inom kvantdatorer och beräkningar," säger Riippi.
Miljontals kubitter för framtidens utmaningar
Många problem i verkligheten är icke-linjära eller kaotiska och kräver kvantteknik för att lösas. Från molekylmodellering och jordbävningssimuleringar till design av fartyg och bilar, är potentialen enorm.
I bilindustrin kan kvantteknik radikalt förbättra aerodynamikmodeller. Målet är att en dag helt ersätta vindtunnlar med digitala simuleringar.
Källa: Tekniikan Maailma