Chit-chit-chit-chit-chit.
Det metalliska ljudet fyller rummet, doktoranderna vid arbetsborden har stora hörlurar för att filtrera bort oväsendet. Det kommer från pumpar som forslar in flytande helium i de fyra kryostatkapslar där kvantdatorer arbetar i temperaturer ett par tusendels grader över den absoluta nollpunkten.
Det är den nivån av köld, där själva atomerna rör sig i ultrarapid, som krävs för att locka fram de kvantmekaniska fenomen som ligger till grund för framtidens datorer.
– Det finns en gräns för hur snabba vanliga datorer kan bli, så fort en transistor behöver vara mindre än en atom är det kört. Något krävs för framtidens beräkningar, världen blir inte direkt mindre datahungrig, säger Mårten Skogh som är projektledare för en nystartad testbädd för kvantdatorer på Chalmers Next Labs i Göteborg.
På andra sidan korridoren finns en dörr där någon klistrat upp en lapp med texten ”Städa ej”, accentuerad av flera tjocka, röda tuschsträck.
– Rör inget bara, då blir det en massa extraarbete, varnar fysikprofessorn Göran Johansson som är föreståndare för Wallenbergs kvantteknikcenter WACQT.
Kvantdatorn som hänger där i all sin glans påminner om en högteknologisk ljuskrona. Komponenterna i koppar har pläterats med guld som har den praktiska egenskapen att det inte ärgar. Precision är centralt för kvantdatorer, minsta skavank kan introducera en extra liten felmarginal i de noggranna mätningarna.
Det finns egentligen två saker som kvantdatorforskningen fokuserar på i dag: att reducera antalet fel och att öka storleken på datorerna.
Den 7 oktober 2025 står Göran Johansson framför kamerorna på Kungliga Vetenskapsakademien och drar fram kvantbitarna ur kavajfickan. En liten, gyllene puck som ryms i handflatan. Chippet som rymmer kvantdatorns hjärna.
Normalt sett är det fäst i en av kvantdatorerna på Chalmers, men nu demonstrerar han det för att visa vad årets Nobelpristagare i fysik har åstadkommit. De experiment som forskartrion Michel Devoret, John Clarke och John Martinis genomförde i mitten av 1980-talet visade att kvantmekaniska fenomen kan uppstå i system som är stora nog att se med blotta ögat.
Kvantdatorer hade visserligen diskuterats på ett teoretiskt plan innan dess. Men där stakade de ut en väg för hur de skulle kunna konstrueras.
På Chalmers har forskare arbetat med kvantdatorer sedan åren efter millennieskiftet. Men allt tog fart på allvar tack vare ett enormt bidrag från industrifamiljen Wallenberg. Chalmers-forskarna fick frågan: Vad krävs för att bygga en svensk kvantdator?
De tog i från tårna och svarade att det skulle krävas minst tio personer som jobbar i minst tio år.
– Jag tänkte att vi nog skrämt iväg dem, säger Göran Johansson.
I stället delade stiftelsen ut ett anslag på 1,4 miljarder kronor för forskning inom kvantteknik – och Chalmers inledde prestigeprojektet att bygga en kvantdator med 100 sammankopplade kvantbitar.
Medan en vanlig bit kan representera antingen en etta eller en nolla kan en kvantbit uppnå ett fenomen som kallas för superposition; den kan representera två värden samtidigt. Det gör att antalet möjliga kombinationer ökar exponentiellt för varje bit som adderas till en dator.
Det är som tankeproblemet med riskorn på ett schackbräde. Om du placerar ett riskorn på den första schackrutan, två på det andra, fyra på det tredje och sedan fortsätter att dubblera dig över brädet – hur många riskorn ligger då på sista rutan? Svaret är runt 18 triljoner. Tusen gånger mer ris än vad som odlas i världen varje år.
Det går att göra samma jämförelse mellan kvantdatorer och traditionella datorer.
– Om du tar hela minnet på Europas största superdator Jupiter skulle den kunna simulera kombinationerna från 58 kvantbitar, och ska du upp till 59 måste du ha två stycken Jupiter, säger Göran Johansson.
Chalmers målsättning är att bygga en kvantdator med 100 sammankopplade kvantbitar. Det skulle skapa en beräkningskraft som ingen vanlig dator i världen är i närheten av.
– En annan fördel är att en kvantdator inte drar så mycket energi, det är i storleksordningen några kilowatt. Som att köra ett par dammsugare, säger Göran Johansson.
Medan superdatorn Jupiter har en installerad effekt på nästan 16 000 kilowatt.
Därmed inte sagt att kvantdatorer kan ersätta dagens datorer.
Faktiskt vet ingen exakt hur kvantdatorer kan komma att användas i praktiken. Den mest populära tanken är att de ska kunna lösa optimeringsproblem eller göra avancerade simuleringar.
– Det kan handla om läkemedelsindustrin som vill simulera hur molekyler eller proteiner interagerar, eller företag som jobbar med bemanning och vill optimera scheman åt stora flygbolag, säger Mårten Skogh.
Han säger att många företag i dag letar efter en så kallad killer application, ett användningsområde där kvantdatorer är så överlägsna vanliga datorer att de kan få ett ordentligt genombrott.
Men än så länge finns varken kvantdatorer kapabla att göra de beräkningarna, eller de matematiska formler som krävs för att göra uträkningarna.
– Fast jag är övertygad att om vi bara kan bygga en stor nog kvantdator kommer vi att hitta bra tillämpningar för den, säger Göran Johansson.
Storleken på en kvantdator mäts i antalet sammanlänkade kvantbitar. De är betydligt mer komplexa än de kiseltransistorer som utgör bitar i en vanlig dator. De måste spela i perfekt samklang för att datorn ska kunna göra sina beräkningar.
– Var och en har en egen frekvens, ungefär som en gitarrsträng, och de flyttar på sig lite ibland och för att kunna använda dem behöver de ligga i precis rätt frekvens, säger Göran Johansson.
Hittills har forskarna närmast manuellt kalibrerat bitarna, men när datorerna blir större behöver de ”stämmas” automatiskt. Här har Chalmers-forskarna fått hjälp av Nobelpristagaren John Martinis, som varit gästprofessor på universitetet.
– Han pratade på om automatisk kalibrering under ett par-tre år, och nu börjar vi förstå att han var inne på något där, säger Johansson.
När DN besöker labbet pågår arbetet för fullt av att testa mjukvara som får kvantbitarna att spela i samklang på det mest kraftfulla chipp de utvecklat hittills – med 25 kvantbitar. Så fort arbetet är klart ska företag och forskare bjudas in för att få testa att jobba med kvantdatorn och försöka fundera ut hur de ska använda den.
Men innan kvantdatorer blir nyttiga på allvar krävs också tekniker för att få ned felfrekvensen.
Datorerna på Chalmers, och de flesta andra kvantdatorer, gör fel ungefär en gång på tusen – och det är oacceptabelt högt när det handlar om komplexa simuleringar. Avancerade simuleringar kan innehålla många miljarder beräkningar, och varje gång det smyger sig in ett fel någonstans i kedjan blir slutresultatet tokigt.
Göran Johansson är ganska säker på att någon till sist knäcker koden. Att kvantdatorerna blir både tillräckligt stora och tillräckligt träffsäkra för att göra verklig nytta.
– Jag skulle inte bli jätteförvånad om det faktiskt går att leverera nytta inom fem år. Det är en kapplöpning mellan amerikanska techbolag och kinesiska satsningar, vi får se vilka som vinner den, säger han.
För Chalmers del är målet fortfarande inställt på att få datorn med 100 kvantbitar i drift till år 2030. Med den stora skillnaden att det som utvecklas inom akademin blir öppet för omvärlden att ta del av, och kan vidareutvecklas av andra.
– Vi kommer nog att stanna vid 100 kvantbitar, sen får företag ta våra idéer vidare och skala upp. Det är så akademin fungerar inom halvledarindustrin, man tar sikte på problem som ligger 5–10 år bort som industrin inte hinner prioritera just nu, säger Johansson.
Läs mer:
Maria Gunther: Fysikpristagarna gjorde kvantmekaniken synlig
Framsteg för kvantdatorer – löste problem en vanlig dator inte klarar av
Globala kampen om kvantdatorn förs i en gammal gruva
