Kvantecomputere vil være vore dages computere overlegne i regnehastighed. Det skyldes, at kvantebits, også kendt som qubits, både er ”0” og ”1” på samme tid.

Derfor vil beregninger med qubits virke, som om man havde mange traditionelle computere, hvor bits enten er ”0” eller ”1”, der kører i parallel. Jo flere qubits, der indgår i beregningen, jo større er forbedringen i regnekraft.

En kvantecomputer skal som en almindelig computer have et lager og være i stand til at transmittere informationen i lageret til et andet sted i computeren.

Atomer har vist sig velegnede som lagre, idet interne tilstande for atomets elektroner kan fastholde qubits over relativ lang tid. Fotoner er derimod den naturlige måde at overføre information mellem adskilte qubits, idet fotoner kan bevæge sig over store afstande uden at forandres.

Christopher Monroe forskergruppe på University of Michigan i USA har i en artikel i Nature vist, at det er muligt at opnå sammenfiltede kvantetilstande for to atomare kvantelagre, der adskilt en meter – og det er imponerende langt.

Sammenfiltrede kvantetilstande, også kendt som ”entanglement”, betyder, at hvis kvantetilstanden af det ene atomare lager bestemmes, så vil man samtidig også kende tilstanden af det andet atomare lager.

Det er et princip, som Albert Einstein og Niels Bohr diskuterede heftigt i 1930’erne. Albert Einstein mente, at konceptet var i strid med relativitetsteorien, men eftertiden har vist, at Bohr havde ret: Systemer med sammenfiltrede kvantetilstande vil reagere på præcist denne måde. Og i dag er det fundamentet inden for forskningen om kvantecomputere.

Et er dog principper, et andet er praktisk udførelse, ikke mindst over store afstande. Det er her, de amerikanske forskeres præstation skal vurderes. Hvert af de to atomare kvantelagre kan udsende en foton, når de henfalder til en lavere energitilstand.

Fotonen er bestemt af det lagrede qubit. Når fotoner fra to forskellige atomare kvantelagre vekselvirker i en optisk fiber kan man opnå, at atomernes kvantetilstande bliver sammenfiltrede.

Christopher Monroe er optimist:

»Nu da teknikken er demonstreret, bør det være muligt at skalere det til netværk med mange forbundne komponenter, som i sidste ende er nødvendigt for at udføre beregninger baseret på kvanteinformation.«