Fremtidens hurtigste computer kan kun én ting

Den første kvantecomputer sælges af et canadisk firma, men kan ikke særligt meget. Alligevel er kvantecomputere en våd drøm.

D-Wave er en kvantechip styret af en traditionel computer (© D-Wave)

Forestil dig, at du har en computer, der kan løse opgaver, som indeholder ligeså mange tal og kombinationer, som der er atomer i universet? Ja, allerede her bliver du måske lidt svimmel.

Men forskere i kvantefysik siger, at man faktisk SKAL blive lidt svimmel over kvantefysik, fordi det er så mærkeligt og uforståeligt for os. De ting - som Albert Einstein og Niels Bohr brugte timer på at diskutere - bliver i dag forsøgt implementeret i computere, der skal være vores ultimative regnemaskiner.

Måske tænker du, jamen sån' én vil jeg da også have. Din smartphone er allerede en milliard gang kraftigere end de mainframe computere, som fyldte hele rum i 1950erne og krævede hele hold af ingeniører at køre. Så hvorfor ikke en smart lille kvantofon i lommen?

Får vi en kvantofon i lommen?

Vi prøver ideen af på David Roberts, der bestyrelsesformanden i 1Qbit - verdens første firma, der laver software til kvantecomputere.

Han er en høflig mand, så han undertrykker en lille latter over spørgsmålet og svarer seriøst, at den tanke aldrig er faldet ham ind, fordi det er meget sofistikerede maskiner, som er svære at bygge. De kan kun fungere under temperaturer, som er lavere end dem, der findes i det ydre rum. Og jo flere kvantebits du tilføjer - jo lavere skal temperaturen være. Det er en teknologi, som er svær at forestille sig i folks hjem.

Så ideen om at vi kommer til at have kvantecomputere i vores lommer - den er vanskelig at forestille sig.

Kvantecomputere vil bo i skyen

David Roberts forudser, at vi vil komme til at bruge kvantecomputere som en ekstern ressource i skyen. Altså en hurtig regnemaskine, som vi kan kontakte via internettet. På den måde kan vi alligevel komme i kontakt med en kvantecomputer med vores smartphone, selvom det måske bare er i ganske få sekunder for at få løst en opgave.

Vi kommer til at se kvantecomputere blive brugt på samme måde, som når vi søger efter en rute i Google Maps på vores telefon.

Fremtiden bliver et miks af gammeldags computere og kvantecomputere. Når man laver en forespørgsel, så vil det blive afgjort om en gammeldags computer eller en kvantecomputer er bedst til at give svaret. Vi vil ikke opdage, hvilken af dem vi har været i kontakt med.

Og så sparer vi i øvrigt de ti millioner dollars, som en kvantecomputer af mærket D-Wave koster.

Skal stå isoleret i stor fryser

Nanofysiker Davide Venturelli fra NASA i Californien arbejder dagligt med en D-Wave computer, og han forklarer, at den ligner en almindelig computer med et superlederkredsløb indbygget.

Faktisk er den bare et stor sort kasse med en silicium chip indeni. Ovenpå chippen ligger et lag af grundstoffet niobium, der er et superledende metal. Det er en meget lille og meget kompleks chip.

Kvantechippen bliver styret af et traditionel computer, så en D-Wave er i virkeligheden en kombination af en kvantecomputer og en gammeldags computer.

Lige nu fungerer den kun i et meget kontrolleret miljø, hvor den er isoleret fra støj, magnetfelter og kølet ned til 20 milikelvin, hvilket er koldere end det ydre rum.

Den kræver køleanlæg, der arbejder med helium, og det kræver en fabrikslignede infrastruktur.

Hvordan skriver man software til en kvantecomputer?

En kvantecomputer er altså meget anderledes end en almindelig computer. Og når den er så anderledes, så kræver den også anderledes software. Den canadiske start-up 1Qbit har specialiseret sig i at skrive software til D-Wave computeren.

CEO og stifter Andrew Fursman fortæller, at en kvantecomputer kun kan gøre én ting - men det gør den til gengæld ekstremt godt.

Forestil dig, at du har 20 lyskontakter, der kan tændes og slukkes. Det giver cirka en million kombinationsmuligheder.

Men hvis vi tilføjer én kontakt mere - så har vi én million forskellige muligheder med den 21. kontakt slukket.

Og vi har også én million muligheder med den 21. kontakt tændt.

Det vil sige at antallet af muligheder blev fordoblet bare ved at tilføje én enkelt lyskontakt. Den slags vækst og kompleksitet er meget vanskelig at håndtere for almindelige computere, fordi mængden af muligheder vokser så hurtigt.

Har vi 30 kontakter, bliver det en milliard muligheder. 40 lyskontakter giver en billion muligheder.

Med 200 lyskontakter, så har vi et antal kombinationer, som overstiger antallet af atomer i universet.

Softwarefirmaet 1Qbit håber på at kunne vise, hvordan de nye kvanteteknikker kan bruges til at løse meget større problemer meget hurtigere, end vi kan i dag med almindelige computere.

Lavet til børs og biotek

Direktøren Andrew Fursman ser store muligheder i at analysere aktieporteføljer og i at bistå forskere i bioteknologi.

Davide Venturelli fra NASA drømmer om at analysere netværk indenfor telekommunikation og energisektoren samt udregne baner for satellitter.

Bestyrelsesformand i 1Qbit, David Roberts, er også god for et par eksempler:

Den type kvantecomputer, som D-Wave laver, løser en bestemt type matematiske problemer. Et eksempel kunne være, hvis du ville finde den højest beliggende sø i verden. Computeren skulle tygge sig igennem hvert eneste punkt på jordkloden og afgøre om det ligger i et bjergområde og er fyldt med vand.

Det ville kræve utrolig meget computerkraft.

Men en computer, som den D-Wave laver, løser sådan et problem virkelig effektivt og hurtigt, fordi den kan løse det simultant i stedet for lineært et skridt af gangen.

David Roberts giver et andet eksempel:

- Hvis jeg vil finde den korteste rute fra DR Byen til Moskva, så vil en computer i dag finde den motorvej, som er den hurtigste rute. Men det er ikke nødvendigvis den korteste rute. Og computerne vil ikke finde den korteste rute, fordi det vil tage uendelig lang tid at checke hver eneste strækning.

Den slags problem vil du stille en kvantecomputer, og den vil løse det meget, meget hurtigt. Og når David Roberts siger hurtigt - så mener han ikke dobbelt så hurtigt eller fem gange så hurtigt - men i et sted mellem tusind eller en million gang hurtigere.

Facebook
Twitter