kvantedatamaskin

En kvantedatamaskin er en maskin som utfører logiske operasjoner på data basert på kvantemekaniske prosesser.

Beskrivelse

Grunnleggende enhet

En vanlig datamaskin utfører logiske operasjoner som er basert på en grunnleggende informasjonsenhet som kalles bits. En bit kan kun ha to mulige verdier, enten 0 eller 1. I en datamaskin kan dette representeres som ingen strøm (0) eller strøm (1).

I en kvantedatamaskin er den grunnleggende informasjonsenheten en qubit. En qubit (også kalt kvantebit) kan være i en blandingstilstand av 0 og 1. Når slike informasjonsenheter sammenfiltres med hverandre, viser det seg at noen typer beregninger, for eksempel søking, kan utføres mye raskere enn beregninger basert på en vanlig datamaskin.

Utforming av kvantedatamaskin

Det har blitt foreslått at flere ulike typer kvantefysiske systemer kan utgjøre en qubit, som i sin tur danner grunnlaget for kvantedatamaskinen. Noen av disse systemene er:

Utfordringer

En betydelig utfordring for kvanteberegninger er at de fysiske prosessene som benyttes til å utføre operasjoner i kvantedatamaskiner gir opphav til mye støy. Dette skaper i sin tur en usikkerhet i informasjonen som produseres av kvantedatamaskinen.

I nær framtid ser man derfor for seg at kvantedatamaskiner først og fremst blir nyttige til å løse problemer der man kan leve med litt støy. En slik viktig anvendelse er å simulere og designe kvantesystemer, slik som molekyler eller nanoteknologi. På lengre sikt kan det tenkes at kvantedatamaskiner kan brukes til blant annet søking og optimalisering.

Den mest kjente algoritmen som kan bli aktuell for framtidens kvantedatamaskiner, er den såkalte Shor-algoritmen for å faktorisere store tall. Denne algoritmen kan brukes til å knekke mye av den krypteringen som fins i moderne kommunikasjon. Det forskes derfor på alternative krypteringsmetoder, både innenfor konvensjonell kryptografi og kvantekryptografi.

I oktober 2019 annonserte Google at de hadde oppnådd såkalt «kvanteoverlegenhet», et begrep som betyr at kvantedatamaskinen deres hadde klart å løse et problem som ville være umulig å løse med en vanlig datamaskin innen rimelig tid. Problemet er meget spesielt og uten praktisk interesse, men antyder likevel at kvantedatamaskiner er i ferd med å kunne utføre oppgaver som til nå har vært umulige. Kvantedatamaskinen som Google i oktober 2019 brukte til å demonstrere «kvanteoverlegenhet» var basert på superledende qubits.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg