KVANTEFYSISK SVIMMELHED // PORTRÆTINTERVIEW – Med et budget på 1,5 milliarder kroner fra Novo Nordisk Fonden skal professor Peter Krogstrup stå i spidsen for at udvikle en kvantecomputer på Niels Bohr Instituttet i København. Det kan blive et – ja, kvantespring – i den teknologiske udvikling, som Krogstrup sammenligner med Apollo-projektet, der bragte de første mennesker til månen for 50 år siden. Poul Arnedal har mødt den 49-årige professor, der klarede sig elendigt i folkeskolen og som 30-årig måtte kæmpe for at få lov at tage en HF-eksamen på enkeltfag, inden han begyndte at studere fysik.
Han gik ud af folkeskolen med elendige karakterer. Og i stedet for at tage en ungdomsuddannelse tog han tolv ”fjumreår”, hvor han ernærede sig som musiker. Han var over 30 år, før han startede på en akademisk uddannelse. I dag er han professor i kvantefysik på Niels Bohr Instituttet, og her har Peter Krogstrup Jeppesen netop fået tildelt 1,5 milliarder kroner fra Novo Nordisk Fonden og skal stå i spidsen for et projekt, som kan gå hen og blive verdenshistorie.
Kan sammenlignes med det, der skete for 61 år siden, da amerikanerne under præsident John F. Kennedy besluttede at igangsætte Apollo-projektet
Projektet går ud på at skabe Danmarks – og formentlig verdens – første fuldt funktionsdygtige kvantecomputer, som er planlagt til at stå færdig i 2034. Den vil kunne betyde et spring – ja, et kvantespring – i den teknologiske udvikling, som ifølge Peter Krogstrup kan sammenlignes med det, der skete for 61 år siden, da amerikanerne under præsident John F. Kennedy besluttede at igangsætte Apollo-projektet, som i 1972 resulterede i, at de første mennesker landede på månen og kom sikkert tilbage til jorden igen.
En novembergrå 100-årsdag på Blegdamsvejen
Sammen med fotografen Søren Rud møder jeg Peter Krogstrup på hans kontor på Niels Bohr Instituttet på Blegdamsvej i København. Ved en ren tilfældighed, som først går op for mig bagefter, er det nøjagtig på 100-årsdagen for, at Niels Bohr i 1922 fik tildelt Nobelprisen i fysik for sin opdagelse af atomet, som blev grundlaget for udviklingen af teorien om kvantemekanikken eller kvantefysikken, som den også kaldes.
Det er hen på eftermiddagen, og novembermørket er allerede begyndt at sænke sig over Blegdamsvejen i København. Den 49-årige professors sekretær har ikke fået fortalt ham, at der kommer en fotograf med, så er han er lidt overrasket.
”Jeg er fuldstændig udbombet,” siger han.
Om det skyldes festligholdelse af 100-årsdagen eller møder og intensiv hjerneaktivitet må stå hen i det uvisse. Krogstrup accepterer hurtigt fotografens tilstedeværelse og forslaget om at placere sig foran den sorte tavle, hvor der er fyldt med optegnelser om den fremtidige kvantecomputers funktioner.
Det var her på Niels Bohr Instituttet, at den danske nobelpristager sammen med en række unge internationale fysikere udviklede teorien om kvantefysikken i 1920’erne og 30’erne. The Copenhagen Interpretation blev den kaldt, og den skabte en helt ny måde at opfatte verden og dens fysiske love på.
Vil booste det verdensberømte institut
”Bevillingen fra Novo Nordisk Fonden er en fantastisk mulighed for igen at booste Niels Bohr Instituttet og bringe det tilbage til toppen af den internationale forskning inden for kvantefysikken. Samtidig bevarer vi også de historiske bygninger for eftertiden,” siger Peter Krogstrup.
Hvis man kan tænke på kvantefysik uden at blive svimmel, har man slet ikke forstået noget af det hele
Projektet betyder nemlig også, at de planer, der har været om at nedrive hele Niels Bohr Instituttet, som blev grundlagt i 1920, er blevet skrinlagt. Udviklingen af kvantecomputeren vil betyde ansættelse af omkring 100 nye medarbejdere, som vil rykke ind i fire af de eksisterende bygninger.
”Og ud over de mennesker, som skal arbejde her på stedet, så vil projektet involvere måske flere tusind forskere over hele verden, hvor vi skal samarbejde med en række førende universiteter,” fortæller Krogstrup.
Et skilsmissebarn med krudt i røven
Han er født i Albertslund. Som fireårig flyttede han til Solrød med sine forældre, der blev skilt, da han var 11 år.
”Skilsmissen skabte noget ustabilitet og krise på bagsmækken og har sikkert været med til, at jeg havde så meget krudt i røven, at skolen ikke interesserede mig særlig meget.”
Allerede på det tidspunkt blev han dog interesseret i matematik og fysik, men ikke nok til at fordybe sig i det. I stedet fordybede han sig i guitarspillet, kom på en musikhøjskole og spillede heavy metal, indtil han var i starten af 20’erne, hvor han begyndte at interessere sig for akustisk jazzmusik.
”Jeg tilbragte et år på en guitarskole i London og blev kåret til Årets Guitarist. Så troede jeg, at nu var min fremtid som musiker sikret, men sådan er det ikke i den verden.”
Måtte kæmpe for at få lov til at tage HF
Det var, da han nærmede sig de tredive, og hans daværende kæreste blev gravid, at der var ”et eller andet inde i baghovedet”, der fik ham til at stille sig selv spørgsmålet, om han også kunne opretholde et familieliv med de svingende og usikre indtægter, som var virkeligheden for en guitarspillende jazzmusiker.
Efter en del kamp lykkedes det ham som 30-årig – og på trods af de elendige folkeskolekarakterer – at komme ind på enkeltfags HF.
Og musikken har helt klart også betydet noget for hans senere karriere som fysiker og ansættelse på Niels Bohr Instituttet.
”Jeg elskede musikteori og underviste også i det. Og det dér nørderi, hvor man sætter tingene sammen på en ny måde, har jeg helt sikkert også kunnet bruge inden for matematikken og fysikken.”
”Det havde jeg ikke set komme”
Det er i dag fem år siden, han blev udnævnt til professor, men allerede i 2015 indgik Niels Bohr Instituttet en samarbejdsaftale med Microsoft, hvor Peter Krogstrup blev hyret til at stå spidsen for at udvikle grundlaget for at skabe en kvantecomputer. Det er et projekt, som Microsoft i Lyngby i dag selv arbejder videre på.
Og så var det, Novo Nordisk henvendte sig til bl.a. Niels Bohr Instituttet for at undersøge mulighederne for at udvikle et program, hvor man ved hjælp af kvantefysikken kunne udvikle nye medicinpræparater meget hurtigere, end tilfældet er i dag, hvor det normalt tager 15 år, fra man starter, indtil et nyt produkt er godkendt og på markedet.
”Vi var konsulenter, og jeg var bare interesseret i at hjælpe. Men så blev jeg pludselig spurgt, om jeg kunne være interesseret i at lede projektet, og det havde jeg ikke set komme. Men jeg er sådan en, der godt kan lide at bygge noget op fra bunden, så det tog mig vel et par dage at sige ja.”
Nede i universets allermindste detaljer
Men hvad er så egentlig forskellen på en computer, som vi kender den i dag, og så en kvantecomputer? Og hvordan kan den fx fremskynde udviklingen af ny medicin?
”De klassiske computere har en lineær måde at regne på. Har du tid nok, vil den altid kunne løse et problem, hvis du laver en algoritme for det. Men for mange af de problemer, vi har i dag, vil det tage meget længere end universets levetid at løse dem med den teknologi, vi har i dag. Det er noget, vi ved.”
Vi kan simulere naturen i computeren, fordi naturen er kvantemekanisk
”Med en kvantecomputer vil man forkorte hele denne udviklingsproces. Man kan simulere naturen, fordi naturen er kvantemekanisk, og derfor kan det fx lade sig gøre at lave en model af et molekyle,” forklarer han.
Vi er her helt nede i de allermindste detaljer, som universet er opbygget af, og det vil i denne her sammenhæng nok blive for omstændeligt at forklare kvantefysikkens logik – eller måske mangel på samme. For som Niels Bohr selv sagde til en af sine studerende: ”Hvis man kan tænke på kvantefysik uden at blive svimmel, har man slet ikke forstået noget af det hele.”
Men vil du have en forståelig forklaring på, hvordan teorien hænger sammen, kan du læse denne her artikel fra dagbladet Information Bliver du svimmel og forvirret af kvantemekanik? Godt. Så er du ved at forstå det.
”Det kan være alle steder på én gang”
”Verden er bare anderledes, end sådan som vi opfatter den. Det er ret vildt. Man bliver helt filosofisk, når man skal forklare, hvad kvantemekanik er,” siger Peter Krogstrup.
”Ja, det er noget med, at et bestemt emne kan være flere steder på én gang?” forsøger jeg mig.
”Det kan være alle steder på én gang,” svarer professoren og slår ud med armene og forsøger at forklare det i forhold til en computer.
”I dag, har vi bits i vores computere, som laver alle funktionerne. Når der bliver sendt strøm igennem de små transistorer, der sidder inde i computeren eller fx i din telefon, så er bitsene enten 1 eller 0, alt efter om transistorerne er lukkede eller åbne. Og når man har et netværk af dem, kan du lave ’operationer’ med computeren. Men kvantecomputerne er opbygget af qubits, som er både 1 og 0 på samme tid. Det kaldes en superposition.”
”Ja, det bliver lidt langhåret at gå ind i det hele,” konstaterer Peter Krogstrup og fortsætter: ”… Men en qubit er en bølgefunktion, som både er 1 og 0. Det er først, når man så måler på den, at den ‘henfalder’ og bliver til en af delene. Og hvis du vil vide, hvad sandsynligheden er for, om den er 1 eller 0, så skal du måle rigtig mange gange, så du har statistik nok til at sige, hvad sandsynligheden er for, at den bliver det ene eller det andet. Det er det, vi gør, når vi måler.”
Helt nye muligheder for at løse reelle problemer
Han peger på fotografen og mig og siger: ”Jeg ved, at du sidder der, og du sidder der, men det er også milliarder af protoner, der rammer ind i mine øjne, så derfor er der en god statistisk sandsynlighed for, at I rent faktisk sidder der. Det er protonerne, der bestemmer.”
Det, han henviser til her, er kvantefysikkens regel om, at en partikel eller ting først opfattes som værende på et bestemt sted, når man har målt den. Ellers kan den være ”alle stedet på en gang”, som professoren sagde for et øjeblik siden.
Ja, Niels Bohr havde ret i, at man ikke kunne tænke på kvantemekanikken uden at blive svimmel.
På trods af at han føler sig udbombet, synes der ikke at være megen svimmelhed over Peter Krogstrup, når han fortæller om ambitionerne med projektet.
”Selvom kvantefysikken er meget eksotisk, så forstår man den rigtig godt. Men for at bygge en kvantecomputer er der rigtig mange discipliner, der skal arbejde sammen. Ud over kvantefysikere skal der bruges både mekaniske, elektriske og optiske ingeniører. Vi skal have lavet udstyr, hvor der er kontrol på, hvordan atomerne sidder bundet sammen atomlag for atomlag, og det er jo ikke kvantefysikere, der kan gøre det.”
”Ligesom Apollo-projektet bliver det et interdisciplinært program, som involverer en masse kompetencer. Vi skal udvikle hardwaren, samtidig med at vi udvikler softwaren, så vi under hele forløbet er sikre på, hvordan de fungerer sammen.”
”Målet er, at vi skal bygge en fejlkorrigeret kvantecomputer, som kan løse reelle problemer for mennesker. Ikke kun inden for medicinalindustrien, men også inden for alle mulige andre områder som fx klima og miljø. Og det vil vi kunne gøre, fordi vi bedre vil kunne forstå naturen. Vi kan simulere naturen i computeren, fordi naturen er kvantemekanisk,” slutter Peter Krogstrup Jeppesen.
POV Overblik
Støt POV’s arbejde som uafhængigt medie og modtag POV Overblik samt dagens udvalgte tophistorier alle hverdage, direkte i din postkasse.
- Et kritisk nyhedsoverblik fra ind- og udland
- Indsigt baseret på selvstændig research
- Dagens tophistorier fra POV International
- I din indbakke alle hverdage kl. 12.00
- Betal med MobilePay
For kun 25, 50 eller 100 kr. om måneden giver du POV International mulighed for at bringe uafhængig kvalitetsjournalistik.
Tilmed dig her 
