Quantum for Life - et nyt forskningscenter på MATH

Fra 2021 vil centeret ”Quantum for Life” begynde at udforske brugen af kvantealgoritmer til simulering af biomolekyler, hvilket vil gøre det muligt at studere komplekse biokemiske processer.

- Centret vil udvikle og bruge tilpassede kvantealgoritmer og derved give os mulighed for at åbne et nyt kapitel inden for 'computational life-sciences' her i Danmark. Med det nye center er jeg glad for, at kvantematematikken, vi arbejder med, vil kunne bruges til at løse vigtige spørgsmål omkring grundlæggende biologiske processer, siger professor Matthias Christandl, som også er en af de førende forskere bag instituttets Centre for the Mathematics of Quantum Theory (QMATH).

Kvantesimulering

- Kvanteberegninger er et nyt paradigme, der forventes at påvirke alle hjørner af vores informationsbaserede samfund. Kvantecomputere kan udføre særlige opgaver meget hurtigere end klassiske computere. Men for at gøre det, kræver de dedikeret kvantesoftware, der fungerer sammen med det specialiserede kvantehardware.

I biovidenskab er det en vigtig opgave at beregne biomolekylers egenskaber og deres interaktioner, f.eks. inden for lægemiddeldesign. Molekylære strukturer og interaktioner styres af de involverede elektroner, som alene kan beskrives nøjagtigt af kvantemekanik. Traditionelle simuleringer involverer tilnærmelser og har derfor alvorlige ulemper med pålidelighed og computertid.

- Kvantesimulering kan overvinde disse ulemper, siger Christandl, og det er et stort mål med dette projekt at fremstille et princip-bevis for dette. For at gøre det har vi samlet et team af eksperter inden for kvanteinformation, teoretisk og eksperimentel kvantefysik, kvantekemi og bioinformatik fra København og Zürich, der vil udvikle den nødvendige kvantesoftware og kvantehardware.

Medansøgerne bag Quantum for Life er

• Professor i fysik Eugene Polzik fra sektionen for kvanteoptik og atomfysik ved Niels Bohr Instituttet, KU.
• Professor i bioinformatik Anders Krogh fra institutterne for datalogi og biologi, KU.
• Professor Markus Reiher fra Laboratory of Physical Chemistry, Swiss Federal Institute of Technology in Zürich.

Christandl håber, at den tværfaglige ekspertise, der bliver opbygget under projektet, kan danne kernen i en fremtidig arena for kvanteforskning og udvikling inden for life-science i Danmark.

---

Novo Nordisk Fondens Challenge Programme vil støtte og bidrage til udviklingen verdensklasse forskning, som skal være med til at finde løsninger på en række globale problemstillinger.