Skriv ut

En kvantdator från Google har genomfört en beräkning som skulle tagit världens snabbaste superdator 10 000 år. En forskningsrapport kommer att publiceras i en av de största vetenskapliga tidskrifterna, men en arbetsversion har redan läckt ut och den visar att kvantmekanikerna efter många års förhoppningar äntligen kan korka upp champagnen.

Det är inte första gången tidningsrubrikerna talar om genombrott för kvantdatorer. Men den här gången handlar det faktiskt om en riktigt stor nyhet.

Googles forskare har bevisat en fundamental hypotes inom datavetenskapen som kallas kvantdatordominans (quantum supremacy) – att det finns beräkningsuppgifter där kvantdatorers teoretiska prestanda är helt överlägen klassiska digitala datorer.  Google har experimentellt bevisat detta genom att presentera en beräkning av just detta slag.

Googles kvantdatoralgoritm genererar slumptal. Den bygger en krets genom att foga samman en handfull kvantbitar och låter sedan kretsen påverkas av vissa kvantmekaniska fenomen. Utdata ur processen blir 53 stycken kvantbitar i slumpmässigt tillstånd. 

Processen repeteras för att generera fler slumptal. En beräkning som tar 200 sekunder på forskarnas kvantdator, skulle ha tagit 10 000 år på världens idag snabbaste superdator, berättar forskarna i utkastet till sin rapport.  Detta demonstrerar kvantdatorns överlägsenhet.

Det i praktiken omöjliga uppdraget för superdatorn är att generera egna slumptal med samma fördelning som de som ploppar ut ur kvantdatorn.

”Fördelning”? Jo, med exempelvis en perfekt tärning är alla kast lika vanliga. Det kallas jämn fördelning. En obalanserad tärning ändrar proportionerna mellan utfallen – fördelningen blir ojämn.

Kvantfenomenet i Googles dator ger slumptalen en extremt ojämn fördelning. Efteråt verifierade forskarna att slumptalen genererats i proportion mot sina väntade sannolikheter. Också den processen tog mycket resurser i anspråk på ett av Googles (konventionella) datorkluster.

Googles forskningsrapport adresserar bland annat hur forskarna törs hävda att de genererade slumptalen faktiskt har rätt fördelning och att de faktiskt genererades med hjälp av den bestämda kvantmekanismen och inte på något annat sätt.

Kvantdatorer kan i framtiden kanske användas för att knäcka assymetriska krypton, med en hjälp av metod kallad Shors algoritm. Men för att ens kunna adressera den utmaningen skulle det till att börja med krävas kvantdatorer med – uppskattar kvantdatorforskaren Scott Aaronson –  åtminstone  miljontals bitar. Dagens kvantdatorer har bara 50–100 kvantbitar och de saknar något som kallas felkorrigering som  hindrar komplexa kvantdatorberäkningar från att rasa samman.

Kategori: Nyheter