Kommerciel kvantecomputer taget i brug
Canadisk firma har demonstreret en kvantecomputer, som er verdens første til kommerciel brug
Fakta
Opgaverne til den canadiske kvanteregnemaskine skal kunne formuleres som en to-dimensionel Ising-model i et magnetisk felt og skal kunne løses i kvadratiske heltal. En Ising-model er en grov model af et jernmagnetisk materiale eller et analogt system, som bruges til at studere faseovergange, hvor atomer i et én-, to- eller tredimensionelt gitter påvirker hinanden via nærmeste naboer gennem en Ising-kobling, og atomernes spin er koblet sammen i et ensartet felt. En Ising-kobling (opkaldt efter den tyske fysiker Ernst Ising) er en matematisk model fra den statistiske mekanik, hvor to atomer, der er på linje i et gitter, har en spin-komponent på +1 eller -1, og hvor interaktionsenergien er proportional med det negative produkt af atomernes spinkomponenter.
[kilde: Science and Technology Dictionary]
Ideen om en generelt anvendelig kvantecomputer blev fostret af Oxford forskeren David Deutsch i 1985. Men den er ikke set endnu, og den almindelige opfattelse er, at den er langt ude i fremtiden.
De første, fungerende prototyper af kvantecomputere er i stedet stærkt specialiserede regnemaskiner, som kun er i stand til at udføre bestemte opgaver. De kan altså bruges som hjælpeprocessorer, omtrent som den numeriske talprocessor, der i dag er integreret i enhver pc-processor, eller som grafikprocessoren, der sidder på et add-on kort. Antallet af qubits i en kvantecomputer er afgørende for dens regnehastighed – på samme måde som antallet af bits, en almindelig computerprocessor kan håndtere pr. instruktion. Når en kvantecomputer bliver i stand til at anvende et halvt hundrede qubits, vil den have overhalet alt, hvad der findes af supercomputere i dag. Det canadiske firma, D-Wave, har 16 qubits i den nuværende prototype og håber at have hundrede om forholdsvis kort tid.
Det canadiske udviklingsfirma D-Wave har for nylig fremvist en brugbar kvantecomputer. Det er verdens første til kommerciel brug, og det er meningen, den skal begynde at tjene penge i 2008. Men firmaet holder på sine hemmeligheder og viser ikke computeren frem, selv om det snart bliver muligt at sende svære regnestykker til den.
Undervejs har D-Wave opnået 35 amerikanske patenter, og 29 er stadig ikke afgjort. Så der er en god grund til forsigtigheden.
Kritikere skælder ud over D-Waves hemmelighedskræmmeri omkring detaljerne, især amerikanske konkurrenter på området, som ikke mener, teknikken er moden nok endnu.
»Firmaet skal sikkert bruge kapital, og de har været meget dygtige til at markedsføre deres maskine, men samtidig ikke særligt præcise med, hvad de gør. Det gør det vanskeligt at afgøre, om de virkelig har fat i noget. Men man har faktisk tidligere lavet et fungerende apparat med 12 qubits, så skridtet til 16 er ikke så langt, at man behøver at være rigtig skeptisk,« siger professor Ivan Damgaard, Århus Universitet, som selv arbejder med kvantekryptering.
D-Wave fremhæver, at det ikke er hensigten at skabe en generel kvantecomputer, kun en hardware-accelerator til specielle opgaver. Det vil sige en superledende, adiabatisk (tabsfri, reversibel, termodynamisk proces) regneenhed, som kan udføre særligt hårde regnestykker, de såkaldte NP-complete problemer (Non-deterministic Polynomial Time).
Den slags regneopgaver omfatter ifølge Wikipedia cirka 3.000 beskrevne typer, herunder ruteplanlægning, ressourceplanlægning, Schrödingers ligning for et molekyle med mange elektroner samt brydning af krypteringsalgoritmer. Det er ting, som selv de største supercomputere har det meget svært med, når opgaverne får en vis størrelse.
Det canadiske udviklingsfirma D-Wave har for nylig fremvist en brugbar kvantecomputer. Det er verdens første til kommerciel brug, og det er meningen, den skal begynde at tjene penge i 2008. Men firmaet holder på sine hemmeligheder og viser ikke computeren frem, selv om det snart bliver muligt at sende svære regnestykker til den.
Den første offentliggørelse skete 19. februar på Computer History Museum i Mountain View, Californien. Men computeren var ikke til stede, da den ligger nedkølet til minus 273,145 grader celsius i byen Burnaby i Canada. I stedet blev billeder af den vist på en skærm, mens den regnede på en opgave.
Med kun 16 qubits kan D-Waves prototype ikke regne væsentligt hurtigere end en almindelig computer, så i teorien kunne det sagtens lade sig gøre at snyde verdenspressen under fjerndemonstrationen, hvis firmaet ønskede det.
»Det spændende bliver, hvis det lykkes at koble mange flere qubits sammen, som de har planlagt. Hvis de når op over 80-100 vil regnehastigheden blive overvældende, og så vil der ikke være tvivl om, at det er en kvanteprocessor, der står bag,« siger Ivan Damgaard.
»Det regneproblem, de er gode til ifølge deres princip-beskrivelse, er at lave opslag i en uordnet mængde. Det vil sige at forsøge sig frem gennem en lang række muligheder, indtil man finder den rigtige. Princippet kaldes kvante-parallelisme, og fidusen er, at med en kvanteprocessor skal man kun slå kvadratroden af løsningerne op, og det giver jo en stor tidsgevinst, når løsningsmængden er stor,« siger han.
Det canadiske udviklingsfirma D-Wave har for nylig fremvist en brugbar kvantecomputer. Det er verdens første til kommerciel brug, og det er meningen, den skal begynde at tjene penge i 2008. Men firmaet holder på sine hemmeligheder og viser ikke computeren frem, selv om det snart bliver muligt at sende svære regnestykker til den.
Temperaturen omkring kvanteprocessoren er meget tæt på det absolutte nulpunkt. Den lave temperatur er en forudsætning for, at processorens 16 qubits (kvantebits) kan fungere efter hensigten. Kvantebits kan antage både 0 og 1 tilstand på samme tid, og de påvirker hinanden ved hjælp af "sammenfiltring", et af kvantemekanikkens fænomener.
Man kan opfatte en n-qubit processor som et register med 2 (n+1) - 2 tilstandsmuligheder.
Qubits er sammenfiltrede elektroner, og de opstår i en elektronikkomponent, en Josephson-junction, når den afkøles til næsten det absolutte nulpunkt. Hver qubit er forbundet med sin nabo-qubit gennem en variabel-flux transformer.
En almindelig computer er forbundet med systemet, og når computeren kommer frem til et NP-complete problem, sender den straks problemet videre til kvanteprocessoren og venter på svaret.
Det canadiske udviklingsfirma D-Wave har for nylig fremvist en brugbar kvantecomputer. Det er verdens første til kommerciel brug, og det er meningen, den skal begynde at tjene penge i 2008. Men firmaet holder på sine hemmeligheder og viser ikke computeren frem, selv om det snart bliver muligt at sende svære regnestykker til den.
D-Wave har ikke planer om at offentliggøre detaljer af sin konstruktion, men allerede i andet kvartal i år bliver adgangen til apparatet åbnet for offentligheden, så andre, der har lyst til at stille en opgave, kan få lov, skriver firmaets grundlægger, Geordie Rose, på firmaets hjemmeside.
»Der skal nok blive kø,« mener professor Ivan Damgaard.
Den kommercielle udgave af kvantecomputeren ventes klar i 2008. På det tidspunkt regner D-Wave med at have 1.000 qubits koblet sammen i ét system.
