Kvanteteknologi – fremtidens løsninger og perspektiver

Kvanteteknologien forventes at blive toneangivende inden for bl.a. klima, miljø og sundhed samt til at beskytte følsomme data og infrastruktur. Danmark har gode muligheder for at sætte sit aftryk på fremtidens markedskrav, da vi er en af de førende lande inden for kvanteteknologi.

En ny kvanterevolution er på vej over hele verden

Revolutionen har potentiale til at blive toneangivende for mange forskellige områder i samfundet bl.a. inden for klima, miljø og sundhed eller til at beskytte følsomme data og infrastruktur. Man forventer, at kvanteteknologien på sigt kan komme til at hjælpe os med fx at udføre opgaver og løse problemer, der er for komplekse for normale computere og regnemodeller. Danmark vil gerne være med i det internationale kvantekapløb, og derfor satser Danmark også stort på forskellige initiativer og projekter, hvor et af dem er, at Danmark skal være med til at påvirke fremtidens markedskrav.

Danmark i spidsen

Danmark er allerede godt på vej til at sætte sit aftryk for fremtidens kvanteteknologi. I Dansk Standard arbejder vi for, at danske aktører er centralt placeret i europæisk og international standardisering af kvanteteknologi for at styrke Danmarks position som en aktiv og kompetent aktør på markedet til gavn for både erhvervslivet og forskningsmiljøet.

Standarders rolle i forskning og innovation

Standarder er med til at bygge bro mellem forskning, innovation og kommerciel anvendelse, da de er med til at skabe en fælles forståelse for den viden, der skal formidles og anvendes på markedet nationalt såvel som internationalt.

Både inden for forskning og innovation af kvanteteknologi kan standarder være med til at med til at sikre, at ny viden og teknologier kan udnyttes optimalt og effektivt på tværs af forskellige sektorer og landegrænser. De udgør fundamentet for teknologisk udbredelse og accept.

EU-Kommissionen har også understreget standarders centrale rolle inden for forskning og innovation i deres nylige henstilling (EU) 2023/498. Hvis forsknings- og innovationsaktører engagerer sig tidligt i standardiseringsaktiviteter, kan de accelerere udbredelsen af avancerede teknologier til globale markeder samtidig med, at de opnår værdifuld teknisk viden og indsigt i markedet.

For at Danmark kan blive en central aktør i kvanteteknologiens fremtid, er det essentielt at deltage aktivt i udviklingen af internationale standarder. Dette muliggør en effektiv integration af kvanteteknologi i industri og erhvervsliv. Uden en fælles referenceramme står vi overfor en fragmenteret udvikling, hvor kompatibilitet og samarbejde hæmmes. Ved at inddrage det danske forskningsmiljø på det kvanteteknologiske område, skaber det en unik mulighed for at få et fælles sprog i standarderne, der er udviklet af førende danske forskningsresultater på området.

Igennem Dansk Standard kan danske aktører få adgang til international standardisering, hvilket giver forskningsprojekter og start-ups en unik mulighed for at være i overensstemmelse med industristandarder, fremme interoperabilitet, styrke samarbejde og sikre overholdelse af lovgivningen. Tilmed giver samarbejdet mulighed for at påvirke, hvad der skal ligge til grund for de markedsstandarder, som vi skal følge i Europa og internationalt. Ved fx at standardisere kvanteteknologiske applikationer inden for life science, kan vi drive innovation, forbedre kvalitet og sikkerhed og optimere ressourceudnyttelsen, hvilket i sidste ende kommer både forskere og slutbrugere til gode.

Kontakt

Bjørn Nørrekjær Hvidtfeldt
Bjørn Nørrekjær Hvidtfeldt Seniorkonsulent | Senior Consultant
Standardisering | Digital & Bæredygtighed
E: bnh@ds.dk
T: 39 96 61 54
Tomas Lundstrøm
Tomas Lundstrøm Konsulent | Consultant
Standardisering | Digital & Bæredygtighed
E: tol@ds.dk
T: 39 96 62 19

Standardisering af kvanteteknologi

Danmark har en stærk tradition inden for kvanteforskning, hvilket har gjort os til et af de førende lande inden for kvanteteknologi. Danmark har derfor gode forudsætninger for at være med til at sætte retningen for og udvikle fremtidens standarder. Standarder, der bliver helt essentielle for at understøtte et sammenhængende, pålideligt og effektivt nationalt og internationalt kvanteøkosystem.

Standarderne for kvanteteknologien kan med andre ord være med til at skabe fælles internationale retningslinjer for alt fra kvalitet og sikkerhed til produktkrav.

Udvalg for Quantum Technologies (S-874)

En ny kvanterevolution er på vej over hele verden. Den har potentiale til at blive toneangivende for fremtidens regnekraft og udvikling af ny medicin. Derfor har både de europæiske og internationale standardiseringsorganisationer nedsat tekniske komitéer, som skal bane vejen for udvikling og udbredelse af kvanteteknologi.

Læs mere om udvalget

Kvanteteknologi og life science

Kvanteteknologi og life science er dybt integrerede felter. Den forskningsmæssige udvikling og de nye teknologier finder stor anvendelse indenfor medicinsk forskning og behandling. Standarder kan være med til at hjælpe start-ups indenfor sundhedssektoren med at leve op til komplicerede krav i MDR og IVDR-lovgivningen, og nye interessenter på markedet kan få afgørende viden i udviklingen af deres produkter ved at deltage i de internationale standardiseringsudvalg med producenter fra hele verden. Her kan man også sætte et dansk aftryk på de standarder, der skal danne rammen for det europæiske og internationale marked på sigt.

Grundlaget for kvanteteknologi

Kvanteteknologi er en samlet betegnelse for forskellige teknologiske løsninger, der er baseret på viden om de fysiske love i naturens mindste dele. Domænet adskiller sig fra klassisk fysik og muliggør helt nye former for databehandling, kommunikation og målinger. Den første kvanterevolution resulterede i banebrydende teknologier som fx transistorer og lasere, og teknologierne har dannet baggrund for udviklingen af alt fra computere, telekommunikation, satellitnavigation, smartphones og moderne medicinsk diagnostik.

I dag taler man i stigende grad om den anden kvanterevolution, hvor man udnytter de enorme fremskridt, der er sket de senere år i evnen til at identificere og manipulere enkeltdele på kvanteniveau – som bl.a.. fotoner, elektroner, atomer og molekyler. Det har skabt mulighed for udvikling af kvantecomputere og sensorer af hidtil uset præcision mv..

Potentialet i kvanteteknologi spænder bredt med revolutionerende implikationer for kryptografi og simuleringer af komplekse molekylære strukturer. Kvanteteknologien åbner med andre ord op for tidligere utænkelige muligheder inden for nye materialer, medicinudvikling og optimerede algoritmer, hvilket kræver stringent standardisering for at sikre interoperabilitet og global implementering.

Kvanteteknologi

Kvanteteknologi kan inddeles i fire emner

Kvantecomputer

Kvantecomputer

En kvantecomputer behandler og gemmer informationer gennem kvantebits i modsætning til en traditionel computer, der bruger bits. Modsat bits, som kan have to værdier, et og nul, kan kvantebits være i en særlig kvantetilstand – en superposition - hvor de principielt kan have alle tænkelige værdier – og derfor kan kvantecomputere meget hurtigt afsøge et enormt udfaldsrum for at finde den optimale løsning på et komplekst spørgsmål. Der arbejdes på at udvikle kvantecomputere ved hjælp af forskellige kvantemekaniske tilgange. Fælles for de forskellige tilgange er, at det er usædvanligt teknisk krævende at udvikle, fremstille og kalibrere praktisk anvendelige kvantecomputere. Derfor forventes en praktisk anvendelig kvantecomputer at ligge 10-20 år ude i fremtiden.

Kvantesimulator

Kvantesimulator

En kvantesimulator adskiller sig fra en kvantecomputer ved at være et avanceret modelleringssystem, som kan anvendes til at simulere udvalgte fænomener i den fysiske verden såsom fotosyntese eller specifikke biokemiske processer. Kvantesimulatorer bliver specielt udviklet til at simulere en bestemt situation med et eller flere fænomener fra den fysiske verden. Kvanteteknologi har bl.a. potentialet til at understøtte medicinsk udvikling. Ved at simulere talrige og komplekse proteiner, kan kvanteteknologi være med til at skabe nye metoder til at teste disse proteiners potentiale som medikamenter.

Kvantekommunikation

Kvantekommunikation

Der er to overordnede formål med kvantekommunikation. Det ene er at beskytte den kommunikation, der sker via almindelige computere mod potentielle kvantecomputerangreb. Det andet er at anvende kvanteteknologi til at skabe sikre krypteringsnøgler, der bliver udvekslet i kommunikationssammenhæng. Inden for kvantekryptering taler man om ”quantum key distribution” (QKD). I QKD udnytter man kvantefysikken til at skabe og distribuere krypteringsnøgler, der ikke kan aflyttes eller brydes, og dermed sikrer den transmitterede data fra potentielle kvantecomputerangreb og hackerangreb. Alternativt arbejdes også med post quantum kryptering (PQC), som er en metode til sikring af kommunikation, der bruger matematiske algoritmer, som kan anvendes på konventionelle computere, og som dermed i sig selv ikke er kvanteteknologi, men en metode til at beskytte mod potentielle kvantecomputerangreb.

Kvantesensorer

Kvantesensorer

Kvantesensorer er sensorer, der er meget følsomme og udnytter kvantemekaniske principper, så de kan måle ultrasmå variationer fx i magnetfelter, elektriske felter eller tyngdefeltet. Kvantesensorer kan levere målinger med langt større præcision og nøjagtighed end konventionelle sensorer. Det åbner for nye anvendelser i fx medicin, navigation, og avanceret billeddannelse. Inden for in vitro diagnostisk medicinsk udstyr kan disse sensorer fx være med til at give mere præcise målinger af blodprøver og andet biologisk materiale. Kvantemetrologi benytter også kvantesensorer til at definere måleenheder for blandt andet tidtagning og elektrisk spænding.

Læs mere kvanteteknologi

Ny europæisk komité skal sætte rammerne for kvanteteknologi

20. februar 2023

Ny europæisk komité skal sætte rammerne for kvanteteknologi

Europa ønsker at stå i spidsen for den kommende kvanterevolution. Derfor er en ny europæisk komité for standardisering nedsat. Danske virksomheder og organisationer kan være med i udviklingen gennem det danske udvalg, S-874 Quantum Technologies.

Standardisering skal styrke dansk markedsposition inden for kvanteteknologi

28. september 2023

Standardisering skal styrke dansk markedsposition inden for kvanteteknologi

Danmark skal som et af de førende lande inden for kvanteteknologi være med til at sætte retningen for fremtidens europæiske og internationale standarder og dermed sikre, at den danske styrkeposition fastholdes. Det slår regeringen fast i Danmarks...

Europa vil være førende indenfor kvanteteknologi

07. maj 2020

Europa vil være førende indenfor kvanteteknologi

En ny kvanterevolution er på vej i hele verden, og Europa ønsker at stå i spidsen for den. Derfor er der nedsat en europæisk standardiseringsgruppe, som skal placere og holde Europa i førersædet for kvanteteknologi (Quantum Technologies).

FAQ om kvanteteknologi

Hvad er kvanteteknologi?

Kvanteteknologi er en samlet betegnelse for forskellige teknologiske løsninger, der er baseret på viden om de fysiske love i naturens mindste dele. Domænet adskiller sig fra klassisk fysik og muliggør helt nye former for databehandling, kommunikation og målinger. Den første kvanterevolution resulterede i banebrydende teknologier som fx transistorer og lasere, og teknologierne har dannet baggrund for udviklingen af alt fra computere, telekommunikation, satellitnavigation, smartphones og moderne medicinsk diagnostik.

Hvad kan man bruge kvantecomputere til?

En kvantecomputer behandler og gemmer informationer gennem kvantebits i modsætning til en traditionel computer, der bruger bits. Modsat bits, som kan have to værdier, et og nul, kan kvantebits være i en særlig kvantetilstand – en superposition - hvor de principielt kan have alle tænkelige værdier – og derfor kan kvantecomputere meget hurtigt afsøge et enormt udfaldsrum for at finde den optimale løsning på et komplekst spørgsmål. Der arbejdes på at udvikle kvantecomputere ved hjælp af forskellige kvantemekaniske tilgange. Fælles for de forskellige tilgange er, at det er usædvanligt teknisk krævende at udvikle, fremstille og kalibrere praktisk anvendelige kvantecomputere. Derfor forventes en praktisk anvendelig kvantecomputer at ligge 10-20 år ude i fremtiden.

Hvad bruges Kvanteteknologi til?

Potentialet i kvanteteknologi spænder bredt med revolutionerende implikationer for kryptografi og simuleringer af komplekse molekylære strukturer. Kvanteteknologien åbner med andre ord op for tidligere utænkelige muligheder inden for nye materialer, medicinudvikling og optimerede algoritmer, hvilket kræver stringent standardisering for at sikre interoperabilitet og global implementering.

Hvad er kvantekommunikation?

Der er to overordnede formål med kvantekommunikation. Det ene er at beskytte den kommunikation, der sker via almindelige computere mod potentielle angreb fra kvantecomputere. Det andet er at anvende kvanteteknologi til at skabe sikre krypteringsnøgler, der bliver udvekslet i kommunikationssammenhæng. Inden for kvantekryptering taler man om ”quantum key distribution” (QKD). I QKD udnytter man kvantefysikken til at skabe og distribuere krypteringsnøgler, der ikke kan aflyttes eller brydes, og dermed sikrer den transmitterede data fra potentielle angreb fra kvantecomputere og hackerangreb. Alternativt arbejdes også med post quantum kryptering (PQC), som er en metode til sikring af kommunikation, der bruger matematiske algoritmer, som kan anvendes på konventionelle computere, og som dermed i sig selv ikke er kvanteteknologi, men en metode til at beskytte mod mulige angreb fra kvantecomputere.

Hvad er kvantesensorer?

Kvantesensorer er sensorer, der er meget følsomme og udnytter kvantemekaniske principper, så de kan måle ultrasmå variationer fx i magnetfelter, elektriske felter eller tyngdefeltet. Kvantesensorer kan levere målinger med langt større præcision og nøjagtighed end konventionelle sensorer. Det åbner for nye anvendelser i fx medicin, navigation, og avanceret billeddannelse. Inden for in vitro diagnostisk medicinsk udstyr kan disse sensorer fx være med til at give mere præcise målinger af blodprøver og andet biologisk materiale. Kvantemetrologi benytter også kvantesensorer til at definere måleenheder for blandt andet tidtagning og elektrisk spænding.

Hvad er kvantestrategi?

Regeringen lancerede i 2023 den nationale kvantestrategi i to dele med fokus på forskning, kommercialisering, sikkerhed og samarbejde. I del 2 punkt 11 er Dansk Standard nævnt som den aktør, der skal bidrage til at sikre et dansk aftryk i international standardisering.

Hvor langt er Danmark med kvanteteknologi?

Danmark har en stærk tradition inden for kvanteforskning, hvilket har gjort os til et af de førende lande inden for kvanteteknologi. Og Danmark har taget ledende rolle inden for internationalt standardiseringsarbejde på det første møde i den internationale komité for kvanteteknologi, IEC/ISO JTC-3 Quantum Technologies. Her blev David Balslev-Harder fra GTS-foreningen DFM - Danmarks Nationale Metrologiinstitut valgt til at stå i spidsen for at udarbejde anbefalinger til, hvilke emner der skal standardiseres inden for Quantum Enabling Technologies. Det vil sige de teknologier, der understøtter kvanteteknologi.