Ny forskningsbevilling til udvikling af fremtidens kvanteprogrammering

Kvantecomputere rummer et enormt potentiale for fremtidens teknologi, særligt inden for cybersikkerhed, optimering og simulering af komplekse fysiske systemer. Men for at realisere dette potentiale kræves en ny generation af programmeringssprog – sprog, som matcher kvantemaskinernes unikke beregningsprincipper og samtidig er tilgængelige for forskere uden særlig teknisk baggrund i kvantefysik eller computerarkitektur.

Det er netop ambitionen med forskningsprojektet FunQ: Quantum Programming Beyond the Circuit Model, som nu modtager en prestigefyldt Sapere Aude: DFF-Forskningsleder-bevilling. Projektet ledes af adjunkt Robin Kaarsgaard fra Institut fra Matematik og Datalogi med tilknytning til Center for Matematik, som med baggrund i både programmeringssprog og matematisk teori vil udvikle nye konceptuelle modeller for kvanteberegning – og dermed nye måder at tænke og skrive kvanteprogrammer på.

“De fleste eksisterende kvanteprogrammeringssprog minder mest af alt om de tidligste computersystemer, hvor det krævede stor teknisk viden at kunne programmere. Vi har brug for sprog, der gør det muligt at beskrive kvanteberegninger på et mere abstrakt niveau – ligesom vi kender det fra moderne klassiske programmeringssprog,” forklarer Robin Kaarsgaard.

Fra matematisk nysgerrighed til kvanteteknologisk forskning

Vejen ind i kvanteberegning gik gennem den matematiske disciplin kategoriteori, som åbnede nye perspektiver for forståelsen af beregning. Med denne teoretiske ballast udvikler projektet ikke bare nye værktøjer, men også et dybere matematisk fundament for kvanteprogrammering – med inspiration fra den klassiske datalogis tidlige pionerer, herunder danskeren Peter Naur.

“Vi har i dag gode abstraktioner til at beskrive klassisk beregning, uden at vi behøver kende detaljer om hardware og datarepræsentation. Sådan noget mangler vi stadig i kvanteverdenen. Det er den slags abstraktioner, jeg nu vil udvikle,” siger Robin Kaarsgaard.

Kvanteteknologi for alle fagligheder

Et vigtigt langsigtet mål med FunQ er at gøre kvanteberegning tilgængelig for eksperter uden for datalogi – om det så er farmaceutisk kemi, materialevidenskab eller kvantitativ samfundsvidenskab. Det kræver programmeringssprog, der er både udtryksfulde og intuitive – og som bygger bro mellem det kvantemekaniske maskinniveau og forskerens konceptuelle tænkning.

Et nyt kapitel i forskerkarrieren

Sapere Aude-bevillingen giver Robin Kaarsgaard mulighed for at opbygge sin egen forskningsgruppe og for alvor sætte sine ideer i spil. Det sker i tæt samarbejde med både yngre talenter og internationale kolleger – og med stærk forankring i Center for Kvantematematik.

“Jeg glæder mig enormt til at få afprøvet mange af de idéer, jeg har arbejdet på i årevis, og til at bringe resultaterne direkte ind i undervisningen af næste generation af kvantedataloger,” siger Robin Kaarsgaard.