En kvantedatamaskin er en (mulig eller teoretisk) lynrask datamaskin som bruker kvantemekaniske fenomen for å kjøre enorme datamengder. Også i en bil?
Bildet øverst er fra First International Computer og viser noen tanker om bilens fremtid. Selv ble vi enormt forvirret …
Av Stein Bekkevold
Hva er et kvant? De er de minste energi-enhetene vi vet om. Et kvant er en udelelig enhet. Et foton er et lyskvant, den minste enhet av lys-energi (med gitt frekvens) som finnes. Og navnet kommer fra latin quantus, mengde – kvantum.
NASAs nye kvantemaskin, omtrent dobbelt så stor og enda med a la SciFi.
Brytere
Alle datamaskiner har ørsmå brytere som slår strøm av og på. Kvante-maskiner bruker kvanters «overliggende og sammenfiltrede tilstander» for å regne, pluss de (ikke-deterministiske) utfallene av kvantemålinger for beregningene; kvantene blir som brytere i en elektrisk regnemaskin – de slår på eller av – og gjør det alt etter hvilken posisjon de står i, og denne kan de styre elektromagnetisk.
Poenget er fortsatt å legge sammen og trekke fra milliarder av bittesmå informasjonsbiter, tall som står for en verdi eller en bokstav. Akkurat som i en vanlig datamaskin, som din CPU i bilen. Central Prosessing Unit.
Kjøring av kvantedatamaskiner kan sees som sampling fra kvantesystemer. Dette kan så oppfattes som å behandle et kolossalt antall muligheter samtidig, men fortsatt med stiv styring. I motsetning kjører vanlige datamaskiner med deterministisk styring – alt er bestemt av regler og målsettinger. Alle slike maskiner kan ses som en mekanisk enhet (en Turingmaskin) men med ekstrem kapasitet.
Men kvantemaskiner vil kreve sterkt økte ressurser for å regne på vanlig måte.
Det sies at en skalerbar kvantemaskin nok kan kjøre noen beregninger ekstremt mye raskere enn en vanlig maskin. Teoretisk kan en stor kvantemaskin kjøre vanlige oppdrag og hjelpe fysikere å utføre simuleringer. Men dagens maskinvare for kvanteberegning er eksperimentell, og passer best til spesielle oppgaver innen forskning.
Bildet er fra Science og viser ikke en lysekrone, men en av mange mer eller mindre fungerende prototyper. Men i en bil? Ikke sannsynlig. Beklager …
QUBIT
Grunnleggende informasjonsenhet er her en qubit (kvantebit) og gjør det samme som bit´en i en klassisk maskin, den er AV eller PÅ. Forskjellen er at en qubit også kan stå i superposisjon – den kan være helt av eller helt på eller noe imellom – når maskinen regner med qubits kan bølgeinterferens forsterke dette. Altså blir maskinene uendelig mye «smartere».
Men: Kvantemaskiner er fortsatt ikke praktisk brukbare. Det er vrient å bygge qubit´s av god nok kvalitet; hvis de ikke er godt isolert plages de av kvantedekoherens, de forstyrrer hverandre og det blir MYE støy i datakjøringen.
Mange nasjoner har satset hardt på forskning i å lage qubit´s med økt koherenstid og færre feilkjøringer. Tenkt bruk er bl.a. styring av superledere og av ion-feller – å styre atompartikler med elektromagnetisme. Det sies nå at enkelte kvantemaskiner kan klare svært smale oppdrag, men at de ikke er brukbare i din og min bil foreløpig. Så da så. Vi får vel se om 20 år …
