Dette er kvanteteknologi – og slik brukes det i Ruter
En helt ny måte å jobbe på – eller bare en hype? Nå snakker «alle» om kvanteteknologi. Vi fikk Ruters kvanteekspert til å forklare oss hva det egentlig er for noe.
Løsningen på kreftgåten. Storskala simuleringer av nesten alt du kan forestille deg. Grønnere industrier. Enda større fremskritt innen kunstig intelligens.
Kan kvanteberegning være svaret på alt dette?
Stadig flere snakker om kvanteteknologi – det som på engelsk kalles for quantum computing. Det trekkes frem som en bidragsyter til å løse store samfunnsutfordringer, og som en viktig del av fremtidens digitalisering.
Enkelt forklart handler kvanteberegning om å prosessere data i en enormt høy hastighet – ved hjelp av kvantemekaniske prinsipper.
– Klarer man å ta dette i bruk, er mulighetene enorme, sier Umair Mehmood Imam, direktør data og kunstig intelligens i Ruter/TeT Digital (som er en del av Ruter).
Ruter var det første selskapet i Skandinavia som tok kvanteteknologi i bruk i praksis. I dag anvendes det i forbindelse med alt fra å optimalisere billettkontroll – til pilotprosjekter som omhandler personaliserte reiser.
Utfordrer de grunnleggende bestanddelene
Men hva er egentlig kvanteberegning, og hva brukes det til? Alt som har med ordet «kvante» å gjøre er nemlig notorisk komplisert å forstå.
Selv kvantedatamaskinen ser ut som noe fra en annen verden. Den ligner på en slags lysekrone, eller et slags høyteknologisk tentakkeldyr.
Imam begynner med å forklare hvordan tradisjonell databehandling fungerer i dag:
– Alle elektroniske systemer i verden er basert på samme system, nemlig av og på – eller null og én.
Dette er binære systemer, og ligger til grunn for alt som skjer på en datamaskin og i alle digitale prosesser. Det binære systemet er på mange måter den digitale verdens atomer.
Null og én kan kombineres nærmest i det uendelige, men aldri operere samtidig. Det er her kvanteteknologi kommer inn.
– Med kvanteberegning mener man at alt kan eksistere i samme tilstand på samme tid, sier Imam.
Han illustrerer forskjellen mellom klassisk databehandling og kvanteteknologi med et myntkast:
– La oss si det tar ett sekund å kaste én mynt. Klassisk databehandling innebærer at det tar seks sekunder å kaste seks mynter. Med kvanteberegning vil disse seks hendelsene skje på samme tid, og dermed redusere tiden.
Fakta: Qubits
Bestanddelene i det binære systemet kalles for bits, som kan være enten null eller én. I en kvantedatamaskin bruker man qubits, eller kvantebits – som kan være null og én samtidig. Dette er mulig på grunn av et fenomen som kalles for superposisjon.
Kan påvirke digitaliseringens klimaavtrykk
Prosesseringen er altså ikke lineær, men parallell (superposisjon). Det betyr at man behandler data raskere og kan gjøre større utregninger på kortere tid og med færre ressurser.
– I kvantedatabehandling finnes ikke begrepet «minne» slik vi kjenner det fra klassisk databehandling. Du er ikke begrenset av RAM, harddisker eller lagringskapasitet på samme måte, sier Imam og legger til:
– Det betyr at potensialet for datakraft er enormt. I teorien er dette noe som fundamentalt kan endre spillereglene for hva som er mulig å gjøre med en datamaskin.
Detaljtesting av medisiner, for eksempel. Simuleringer av hvordan molekyler, bakterier og virkestoffer oppfører seg. Dette er noe forskningsmiljøer jobber med i dag, men som begrenses av tilgang til regnekraft.
Ikke minst kan det ha store innvirkninger på digitaliseringens klimaavtrykk. Det anslås at det globale energiforbruket for KI i 2027 vil tilsvare det årlige forbruket i Argentina, Nederland eller Sverige.
– Kvantedatamaskiner bruker mindre strøm enn superdatamaskiner, selv ved komplekse beregninger, og kan derfor være mer bærekraftige, sier Imam.
Ny måte å tenke på
Selv om det er mange som snakker om kvanteberegning nå for tiden, er ikke dette en ny teknologi. Ideen har eksistert helt siden 80-tallet.
Hvorfor er det slik at bruken ikke har kommet lenger? Delvis fordi det først er de seneste årene behovet for datakraft virkelig har begynt å overstige tilgjengeligheten.
– For det andre er det en helt ny måte å tenke og jobbe på. Man må lage nye algoritmer, bruke nye kodespråk og bygge nye modeller. Det er en masse arbeid som må gjøres helt fra bunn. Derfor er ikke kvanteregning løsningen på alt, sier Imam.
Hybride løsninger
Kvanteteknologi egner seg særlig innen områder som: Simulering, optimalisering, KI, kryptering, medisinsk forskning og søk.
– Grunnen til at vi i Ruter er interessert i kvanteteknologi er på grunn av optimalisering og kunstig intelligens, sier han, og forteller om tre konkrete prosjekter de har jobbet med.
– Det første handlet om å forutsi kapasitet på bussene. Det andre har vært å optimalisere ruten for billettkontrollører. Det tredje har gått på å optimalisere ruten for bestillingstransport for barn og eldre.
Les mer om casene Imam snakker om her:
Dette er pilotprosjekter, som er gjennomført som en hybrid mellom vanlig databehandling og kvantedatamaskiner.
– Mesteparten av beregningene kan håndteres av vanlige datamaskiner. Derfor forbeholder vi de mest komplekse og krevende delene, som trening av KI-modeller og testing av predikeringer, til kvantedatamaskiner. En slik hybrid tilnærming er den beste måten å gjøre det på for øyeblikket, sier han
I Norge finnes det få kvantedatamaskiner. De er dyre i drift og vanskelig å få tak i. Måten Ruter løser dette på, er at de leier kapasitet i skyen.
– Vi regnet på det og fant ut at hvis vi skulle gjort de samme utregningene i et klassisk miljø, så ville det ha kostet oss mer penger, sier han.
– Vi ser også at kvantedatamaskiner gir oss mer treffsikre beregninger, legger han til.
Bør investere i praktiske prosjekter
Imam er ikke alene om å se potensialet i kvantesystemer. IBM er i ferd med å åpne Europas første kvante-datasenter. Også her til lands investeres det tungt i teknologien.
«Om ett år eller lenger, snakker vi kanskje om kvanteteknologi, slik vi snakker om kunstig intelligens i dag», skrev digitaliserings- og forvaltningsminister Karianne Tung, da det i forrige uke ble kjent at regjeringen bevilger 70 millioner til å forske på teknologien.
Imam tror likevel ikke det er mangel på supercomputere eller for lite forskning som står i veien for utnyttelse av kvanteberegning her til lands – men heller mangel på tilretteleggelse av konkret anvendelse.
– Det er få selskaper som driver med dette. Det tror jeg er noe av grunnen til at utviklingen går sakte. Jeg tror det er mer nyttig å investere i praktiske prosjekter, sier han, og legger til:
– På den måten kan man få flere mennesker til å jobbe med teknologien. Vi kan ha mer læringsutveksling og utvikling av felleskomponenter som modeller og biblioteker.
For øyeblikket er det få startups og gründere som jobber med kvantesystemer, noe Imam mener må til for å oppnå reell innovasjon.
– Mye avhenger av bestillere og investeringsvilje. I Ruter har vi hatt en ledelse som har vært nysgjerrige og som har investert i dette, noe som har vært helt avgjørende for oss. Man må legge til rette for et marked hvor dette er mulig, avslutter han.
