Fra molekyler til kryptering: Hvad kvantecomputere kan bruges til, og hvad det betyder for vores sikkerhed.
KVANTECOMPUTERE HAR OPNÅET det, som eksperter kalder “quantum utility”, det vil sige evnen til at løse særligt konstruerede opgaver som man ved, at klassiske computere ikke kan løse på grund af kompleksiteten i beregningerne. Men der er endnu ikke opnået, det der kaldes “quantum advantage”, hvor teknologien bliver anvendelig for kommercielt relevante opgaver. Boston Consulting Group skrev i 2024: “Kvantecomputing giver i dag ingen håndgribelig fordel over klassisk computing i hverken kommercielle eller videnskabelige anvendelser.”
Denne konklusion kan virke nedslående, men det går hurtigt fremad. IBM mener nu, at de første kommercielle anvendelser vil være tilgængelige inden udgangen af 2026 – blot 14 måneder væk. Spørgsmålet er ikke længere om det lykkes at at nå til “quantum advantage”, men om hvilke anvendelser, der vil blive mulige og hvornår.
Lægemiddeludvikling og molekylær simulering
Farmaceutisk industri er et af de mest lovende anvendelsesområder. Simulering af molekylære strukturer, proteinfoldning og simuleringer af, hvordan lægemidler virker i kroppen, er eksempler på områder, der anses for at være naturlige kandidater til nogle af de første praktiske anvendelsesmuligheder, når man først har nået “quantum advantage”.
Boehringer Ingelheim, en global pharma-koncern, samarbejder med Google om simulering af enzymer, der indgår i 70 procent af alle lægemidler. Samarbejdet demonstrerede, at få millioner qubits kunne simulere denne enzymets virkning hurtigere end klassiske metoder, og vigtigst: “den højere nøjagtighed, som kvantecomputeren tilbyder, er nødvendig for korrekt indsigt i kemien”.
Biogen, en anden pharma-virksomhed, samarbejder med Accenture og kvantevirksomheden, 1QBit, om udvikling af kvantealgoritmer til molekylære sammenligninger. I samme branche har globale virksomheder som Janssen, Merck, Roche, Johnson & Johnson og Amgen alle etableret forskningsprogrammer med fokus på anvendelse af kvantecomputere. Danmarks Eksport- og Investeringsfond har sammen med Novo Nordisk Fonden investeret ca. 300 mio. kr. hver i den nystiftede QuNorth, der satser på at få verdens kraftigste kommercielle kvantecomputer til Danmark, bygget af Atom Computing og Microsoft og med forventet drift 2026/2027. Alle disse og mange andre aktiviteter i branchen har medvirket til at antallet af patentansøgninger fra farmaceutiske virksomheder er steget med 70 procent.
Potentialet er stort. Lægemiddeludvikling tager typisk 10-15 år og koster milliarder af dollar, hvor en stor del går til eksperimentel afprøvning af molekylære kandidater. Hvis kvantecomputere kan simulere molekylære interaktioner med tilstrækkelig nøjagtighed, kan de identificere lovende kandidater langt tidligere i processen og på den måde reducere antallet af mislykkede kliniske forsøg.
Materialevidenskab og kemi
Materialevidenskab, som handler om studiet af materialers egenskaber, struktur, ydeevne og anvendelse, repræsenterer et andet kerneområde for anvendelse af kvantecomputere. BASF, verdens største kemi-virksomhed med hovedkvarter i Tyskland, samarbejder med Google og QSimulate om at simulere litium-nikkeloxid-katoder som alternativ til kobolt i batterier – et væsentligt spørgsmål for både omkostninger og bæredygtighed i elektriske køretøjer. Microsoft og ETH Zürich forsker i kvantesimulering af nitrogenfiksering, der blandt andet vil kunne anvendes til at optimere den nuværende og stærkt energikrævende produktion af ammoniak.
McKinsey vurderer, at kvantecomputing vil kunne generere op til 2 billioner dollar i værdi på tværs af kemi- og materialeindustrien i 2035. Selv hvis denne vurdering skulle vise sig at være for optimistisk, så viser størrelsesordenen det vidtrækkende potentiale.
Finansielle tjenesteydelser
Finanssektoren udgør endnu et vigtigt anvendelsesområde. Problemstillinger som porteføljeoptimering, risikovurdering og prissætning af optioner indebærer komplekse beregninger, hvor kvantealgoritmer potentielt kan levere betydelige fordele.
JPMorgan Chase, den globale bank, har afsat 10 milliarder dollar til en strategisk teknologifond, der har kvantecomputing som prioritet. Desuden anvendes Quantinuum’s Helios-system til “avanceret finansiel analyse”. Banken demonstrerede sammen med IBM en hybrid HHL++ algoritme, der reducerede beregningstiden med en faktor 100 for porteføljeoptimering og prissætning af optioner på Quantinuum-systemer. Goldman Sachs, en anden global bank, har etableret et dedikeret kvanteforskerhold og forfølger en multiplatform strategi for at reducere den teknologiske risiko.
McKinsey vurderer, at finansielle virksomheder kunne opnå 2-5 milliarder dollar i driftsindtægter fra kvantecomputing i perioden 2030-2035.
Optimering og logistik
Optimeringsproblemer – fra ruteplanlægning og lagerstyring til produktionsplanlægning – er også blandt de tidlige kandidater til anvendelse af kvantecomputere, når der er opnået “quantum advantage”, fordi antallet af mulige løsninger i den type planlægning vokser eksponentielt med problemets størrelse. Klassiske computere må ofte nøjes med tilnærmede løsninger, mens kvantealgoritmer potentielt kan udforske løsningsrummet mere effektivt.
BMW Group eksperimenterer med kvanteoptimering til produktionsplanlægning. Luftfartsselskaber undersøger anvendelser til crew-planlægning og gate-tildeling. Logistikvirksomheder ser på ruteoptimering for store flåder.
Disse anvendelser er stadig i et tidligt stadie, og det er uklart, hvornår kvantecomputere vil kunne levere praktiske fordele, der repræsenterer et væsentligt fremskridt i forhold til de sofistikerede klassiske algoritmer, der allerede anvendes i industrien til disse formål.
Hvad kvantecomputing ikke kan – endnu
Et gennemgående tema i mediernes dækning af udviklingen inden for kvantecomputing, er den formodede forbindelse til kunstig intelligens. Men der er meget lidt der tyder på, at kvantecomputing vil kunne være brugbar i forbindelse med den nuværende AI-udvikling.
Hele AI-revolutionen siden 2020 – GPT-4, ChatGPT, DALL-E, Claude, Gemini og andre store sprogmodeller – er blevet opnået udelukkende ved hjælp af klassisk computing på GPU’er og TPU’er.
Matthias Troyer, der arbejder i forskningsafdelingen hos Microsoft med speciale i kvantecomputing, har vist, at mange af de foreslåede kvante-algoritmer til brug for kunstig intelligens simpelthen “ikke virker”, og at der er “meget simple årsager til det”. Hans analyse viser, at kvantealgoritmer ville skulle køre i “århundreder eller årtusinder”, før de kunne overgå klassiske computere i løsningen af praktiske problemer inden for kunstig intelligens. Hovedårsagen er, at selvom kvantealgoritmer teoretisk kan være hurtigere til at løse en specifik opgave, så opererer kvantecomputere størrelsesordener langsommere end klassiske processorer, når det drejer sig om moderne AI.
Den fundamentale barriere er data-indlæsning. Moderne AI kræver enorme mængder klassisk data, og det er ekstremt langsomt at kode klassisk information ind i kvantetilstande. Denne “embedding bottleneck” gør, at dataintensive anvendelser som maskinlæring ifølge Troyer “næsten helt sikkert er uden for rækkevidde i overskuelig fremtid”.
Moderne AI er desuden allerede nået til at kunne løse opgaver, som man hidtil har ment ville være kvantecomputere. Meta’s AI-model til materialeforskning kan nu modellere systemer med op til 100.000 atomer. For få år siden lå det helt og aldeles uden for rækkevidde at gennemføre den type forsøg med traditionelle computere. Men AI har flyttet hegnspælene.
Dette formindsker ikke på nogen måde kvantecomputingens betydning – det placerer blot dens styrker i kvantesimulering, kryptografi og specifikke optimeringsproblemer snarere end i at drive den næste generation af kunstig intelligens.
Den kryptografiske trussel
Hvor anvendelsesområderne ovenfor handler om potentielle fordele – og begrænsninger – ved kvantecomputing, så handler kryptografi om en helt akut trussel. En tilstrækkelig kraftfuld kvantecomputer vil kunne bryde de krypteringsalgoritmer, der i dag ligger til grund for sikker digital kommunikation, finansielle transaktioner og kritisk infrastruktur.
RSA-kryptering, som er grundlaget for størstedelen af internettets sikkerhed, bygger på, at det er praktisk umuligt for klassiske computere at faktorisere store tal. At faktorisere, vil sige at at gane tal med hinanden. Det er nemt at gange store tal sammen, men utroligt svært at gå den omvendte vej – at finde faktorerne. Det er denne asymmetri, der gør det svært at “knække” RSA-kryptering. For tal med hundreder af cifre kræver faktorisering enorm computerkraft og tid, hvilket gør det praktisk umuligt at gøre hurtigt for moderne computere.
Shor’s algoritme, opfundet i 1994, viser, at en kvantecomputer kan løse denne opgave effektivt. Det samme gælder for elliptisk kurve-kryptografi, som bruges til digitale signaturer.
Eksperter vurderer, at kryptografisk relevante kvantecomputere – maskiner kraftfulde nok til at udgøre en reel trussel – vil kunne være operationelle allerede om 10-15 år. Selvom den præcise timing er usikker, så kræver alene truslen om det handling nu, af to grunde.
For det første tager det tid at udskifte kryptografiske systemer. Store organisationer har tusindvis af systemer, der skal opdateres, og overgangen til nye standarder er en flerårig proces. National Institute of Standards and Technology (NIST) i USA har arbejdet siden 2016 på at standardisere post-kvante-kryptografi og udgav de første standarder i 2024.
For det andet er der truslen om “harvest now, decrypt later”. Det vil sige, at man vil kunne indsamle store mængder af krypteret kommunikation i dag med henblik på at dekryptere den, når kvantecomputere bliver tilgængelige. For data, der skal holdes hemmelige i årtier – statslige hemmeligheder, personlige sundhedsdata, forretningshemmeligheder – er dette en reel bekymring.
I oktober 2024 lykkedes det for kinesiske forskere at anvende en D-Wave kvantecomputer til at bryde dele af en militær kryptering. Demonstrationen angik ikke fuld RSA-kryptering, men den illustrerede, at truslen bevæger sig fra teoretisk mulighed til praktisk realitet.
Post-kvante-kryptografi
Løsningen er såkaldt “post-kvante-kryptografi”, det vil sige en gruppe af krypteringsalgoritmer, der er sikre mod angreb fra både klassiske computere og kvantecomputere. NIST’s nye standarder bygger på matematiske formler, som selv kvantecomputere ikke kan løse effektivt.
Overgangen til “post-kvante-kryptografi” er allerede i gang. Finansielle institutioner, teknologivirksomheder og regeringer verden over vurderer deres systemer og planlægger migrering. Men processen er kompleks og kostbar, og mange organisationer er stadig kun i de tidlige faser.
For Europa er kvantekommunikation en del af svaret. European Quantum Communication Infrastructure (EuroQCI), der er underskrevet af alle 27 EU-medlemsstater, sigter mod at skabe en paneuropæisk sikker platform for kvantekommunikation til brug for drift af kritisk infrastruktur, elværker, hospitaler, vandværker, etc. Hvis alt går efter planen vil løsningen være til rådighed omkring 2030.
Forventede tidslinjer
I kvante-branchen peger man nu på 2027-2030 som tidsrammen for at opnå de første kommercielle fordele i den farmaceutiske industri og i udviklingen af nye materialer. En bredere kommerciel udbredelse forventes i perioden 2030-2040. IBM’s mål er at kunne stabilisere anvendelse af “quantum advantage” inden udgangen af 2026 og at kunne levere fejltolerant kvantecomputing i 2029. Virksomheden Quantinuum sigter tilsvarende mod universel fejltolerant computing inden 2030 med deres Apollo-system.
McKinsey vurderer, at markedet for kvantecomputing vil kunne nå en omsætning på 28-72 milliarder dollar i 2035, stigende til 198 milliarder dollar i 2040, og at der vil kunne opnås kommercielle fordele ved anvendelse af kvantecomputing til en værdi af 450-850 milliarder dollar på tværs af industrier. Disse vurderinger er baseret på antagelsen om, at både kendte og endnu ukendte tekniske flaskehalse vil blive løst planmæssigt – en betydelig usikkerhed.
Omkostningerne ved kvantecomputing vil i overskuelig fremtid begrænser deltagelse i udviklingen og anvendelsen af kvantecomputing til velhavende medlemmer af en eksklusiv klub. Kvantecomputertid koster 1.000-5.000 dollar per time sammenlignet med 0,05 dollar per time for klassisk cloud computing. Anvendelserne skal levere ekstraordinær værdi for at retfærdiggøre disse omkostninger.
En teknologi der kræver opmærksomhed
Kvantecomputing befinder sig i en fase, hvor den er for moden til at ignorere og for umoden til at hype. De tekniske gennembrud i 2024-2025 er reelle og transformerer feltet fra teoretisk fysik til praktisk ingeniørarbejde. Men der er stadig betydelige flaskehalse, og kommercielle anvendelser ligger stadig et stykke ude i fremtiden.
For virksomheder og institutioner er budskabet fra analytikerne, at virksomheder bør begynde at opbygge kompetencer og vurdere, hvilke problemstillinger, der kunne egne sig til kvanteløsninger, men uden at forvente hurtige økonomiske resultater. For de sikkerhedsansvarlige er dagsordenen mere presserende: overgangen til post-kvante-kryptografi bør allerede være i gang.
For alle, der forsøger at følge med fra sidelinjen, er budskabet, at vi med fordel kan begynde at lære betydningen af nogle af de nye ord og begreber, der er dukket op i forbindelse med kvantecomputing: Qubits, dekohærens, gate-fidelitet, logiske versus fysiske qubits, post-kvante-kryptografi – disse ord og begreber beskriver en teknologi, der efter tre årtiers forberedelse er ved at træde ind i verden. Den vil ikke være revolutionerende med det samme, men den vil gradvist forandre, hvordan vi udvikler lægemidler, designer materialer, optimerer komplekse systemer og gør vores kommunikation sikker.
Dette er den tredje artikel af tre om kvantecomputing. Her findes en kort forklaring til nogle af de ord, som knytter sig til emnet.
Udvalgte kilder til alle tre artikler om kvantecomputing
- Boston Consulting Group (BCG). (2024). Quantum Computing Assessment: The State of Commercial Advantage. (Refereret i forbindelse med vurderingen af, at teknologien endnu ikke giver håndgribelige fordele over klassisk computing) .
- Draghi, M. / European Commission. (2024/2025). The Future of European Competitiveness (“Draghi-rapporten”). (Kilden til analysen af Europas manglende private investeringer og kommercialisering) .
- IBM Quantum. (2025). Quantum Development Roadmap & Utility Scale. (Grundlaget for forudsigelsen om kvantefordele inden udgangen af 2026 samt data om patentfamilier) .
- McKinsey & Company. (2025). Quantum Technology Monitor. (Kilden til de økonomiske fremskrivninger, herunder potentialet på 2 billioner dollar i materialeindustrien og markedsværdier for 2035) .
- National Institute of Standards and Technology (NIST). (2024). Post-Quantum Cryptography Standardization. (Referencen for de nye standarder for kryptografi, der skal sikre mod kvanteangreb) .
- NVIDIA. (September 2025). Strategic Investment Announcement: Hybrid Quantum-Classical Infrastructure. (Dokumentation for de massive investeringer på 1,6 milliarder dollar i september 2025) .
- Shanghai University & D-Wave. (Oktober 2024). Demonstration of Quantum Annealing Attacks on Military-Grade Encryption. (Kilden til gennembruddet, hvor kinesiske forskere brød specifikke krypteringsalgoritmer) .
- Troyer, M. (Microsoft). (2025). Analysis of Quantum Machine Learning Algorithms and Data Loading Bottlenecks. (Den tekniske kilde, der afviser kvantecomputeres rolle i den nuværende AI-udvikling) .
Pejlinger 