Kvantecomputere tager et afgørende spring

IBM har taget et afgørende skridt hen mod udviklingen af praktisk anvendelige kvantecomputere ved at forlænge levetiden for kvantebits til mellem 10 og 100 mikrosekunder.

Dermed er levetiden for første gang lang nok til, at man med fejlkorrigerende koder kan rette på de fejl, der opstår, fordi levetiden for kvantebits trods alt er begrænset, forklarer Mark Ketchen, der er forsker ved IBM's Watson Research Center i Yorktown Heights i staten New York til New York Times.

Eller som lederen af IBM's forskningscenter, Matthias Steffen, siger til wired.com:
»Det betyder, at vi virkelig kan begynde at tænke i meget større systemer ved at sætte flere af disse kvantebits sammen og håndtere større fejlkorrektion.«

Kvantebits kontra almindelig bits

Hvor traditionelle bits i en computer er i stand til at repræsentere værdierne tændt/slukket - eller 1/0 - vil en bit i en kvantecomputer på grund af de kvantemekaniske egenskaber kunne befinde sig i to tilstande samtidig.

Det betyder, at sætter man to kvantebits - også kaldet qubits -sammen, kan de på samme tid holde fire værdier: 00, 01, 10 og 11.

Ved at føje flere kvantebits til vil regnekraften kunne øges eksponentielt, og som IBM påpeger, ville en 250-kvantebit kvantecomputer indeholde flere tilstande eller værdier, end der er partikler i universet.

Store forbedringer gik i stå

For ti år siden var levetiden for kvantebits omkring 1 nanosekund.

Sidenhen er der sket forbedringer på 1.000 gange, men IBM-forskerne forklarer i et indlæg, som de netop har afholdt på et årsmøde i American Physical Society i Boston, at efter at levetiden nåede et niveau på 1-2 mikrosekunder, har de haft svært ved at forbedre den yderligere.

Levetiden for kvantebits hænger sammen med, at den særlige kvantetilstand, der er nødvendig for at opretholde kvantebits, let forstyrres af udefrakommende forhold - med et fagudtryk siges kvantebits at blive udsat for dekohærens.

IBM har opnået den forbedrede levetid for kvantebits ved bl.a. at skærme bedre mod infrarød stråling, som har vist sig at være et afgørende problem.

IBM's kvantebits består af aluminium- og niobium-superledere på et lag af silicium. De to superledende elektroder sidder mellem en isolator af aluminiumoxid.

Kvantegates

Holdet af forskere fra IBM har desuden bygget en såkaldt kontrolleret NOT gate (CNOT gate), som vil være en vigtig del af en praktisk anvendelig kvantecomputer.

CNOT gaten har to kvantebits som input og to som output. Den skifter tilstanden af den ene kvantebit afhængigt af tilstanden af den anden.

Matthias Steffen oplyser, at de med held kan vende denne tilstand 95 procent af tiden - takket være en kohærenstid på omkring 10 mikrosekunder.

Dokumentation

Wired: IBM Busts Record for ‘Superconducting’ Quantum Computer
Designs towards improved coherence times in superconducting qubits
High-fidelity gates towards a scalable superconducting quantum processor

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Kvantecomputere tager et afgørende spring

Her lå det ellers lige til højrebenet af bruge overskriften "Kvantecomputere tager et kvantespring".

  • 0
  • 0

[quote]Kvantecomputere tager et afgørende spring

Her lå det ellers lige til højrebenet af bruge overskriften "Kvantecomputere tager et kvantespring".[/quote] Det bringer mig til et spørgsmål jeg har tænkt over længe: Hvor langt kan egentlig sådan en kvante springe?

  • 0
  • 0

Jeg vil gerne tage springet og bestille sådan en indretning med den samme - kvantebits kan vel ikke fylde alverden, så den må kunne være i en lille kvantebrønd...

Kan den også teleportere mig til og fra arbejde, så er det et kvantespring!

  • 0
  • 0

Ja, der findes noget som hedder kvante-tunnellering, men man skal passe meget på med at benytte dette, hvis man lider af tunnelsyns-problemer.

  • 0
  • 0

Håber ikke den bliver til virkelighed - tænk sig at skulle fejlfinde på en Gordisk kvante knude computer, når den undergår en kvantefysisk sammenfiltring ;-) :

Anyon: http://en.wikipedia.org/wiki/Anyon#Topolog... Citat: "... This fact is also related to the braid groups well known in knot theory ... [b]A very different approach to the stability-decoherence problem in quantum computing is to create a topological quantum computer with anyons, quasi-particles used as threads and relying on braid theory to form stable logic gates.[/b][7][8] ..."

Braid group: http://en.wikipedia.org/wiki/Braid_group#I... Citat: "... Using four strands, each item of the first set is connected with an item of the second set so that a one-to-one correspondence results. Such a connection is called a braid. Often some strands will have to pass over or under others, and this is crucial: the following two connections are different braids: ..."

Kvantefysisk sammenfiltring: http://da.wikipedia.org/wiki/Kvantefysisk_...

  • 0
  • 0

Det er da egentlig en ret fantastisk nyhed, selvom der endnu ikke er nogen praktisk anvendelse for en kvantecomputer.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten