Google med stort gennembrud: Lykkes med at nedsætte kvantecomputerens regnefejl
Da de første computere så dagens lys i de spæde 1940’ere, kørte de på vakuumrør og var ikke særligt udbredte. Siden kom transistoren til, og med tiden blev computeren allemandseje.
Kvantecomputeren befinder sig i dag stadig på det spæde vakuumrørs-stadiet. Men nu har et forskerhold fra Google knækket en kode, der kan sætte skub tingene.
I et studie, der netop er udgivet i det videnskabelige tidsskrift Nature, har Google-forskerne præsenteret en metode til at nedsætte kvantecomputerens regnefejl.
Ifølge professor i fysik Klaus Mølmer, der forsker i kvantefysik og -computere på Niels Bohr Instituttet, er det en milepæl, "vi har ventet længe på".
Hans kollega Morten Kjaergaard, der er lektor i fysik på Niels Bohr Institutet og forsker i at nedsætte regnefejl i kvantecomputere, er enig:
- Google har for første gang nogensinde demonstreret, at den grundlæggende teori, vi har for at lave store fejlretninger i kvantecomputere, virker, siger han til Videnskab.dk.
Vejen mod velfungerende og skalerbare kvantecomputere er udfordret af, at computerens bittesmå byggesten - kvantebits - er enormt skrøbelige overfor påvirkninger fra omgivelserne.
Problemet med kvantebits er, at de let bliver ustabile og derfor regner forkert.
De små kvantebits har nemlig svært ved at opretholde en stabil kvantetilstand, når de udsættes for ‘støj’ - som magnetfelter, lys og varme - fra den ‘almindelige’ verden, hvor den traditionelle fysik hersker.
Derfor skal nogle typer af kvantebits - det gælder blandt andet for de superledende kvantebits, som Google-forskerne arbejder med - holdes på en temperatur på minus 273,1 grader, hvis de skal fungere. Det skal de i øvrigt stadig på trods af det nye fremskridt.
Googles nye Nature-studie viser for første gang, at fejlene i kvantebits bliver mindre i takt med, at systemet af kvantebits - og dermed kvantecomputeren - bliver større.
Teorien om, at det skulle være tilfældet, har hersket i kvantecomputer-kredse siden 1994. Altså i knap 30 år. Men teorien har ikke været dokumenteret før nu.
- Humlen her er, at det kan betale sig at bygge større kvantecomputere, fordi de bliver mindre følsomme overfor støj, siger Morten Kjaergaard.
Google-forskerne har bygget en superledende kvante-processer og testet to forskellige typer af fejlretnings-systemer med et forskelligt antal kvantebits.
Systemet med flest kvantebits havde i gennemsnit en fejlrate på 2,914 procent, hver gang det gennemførte en regneopgave. Det mindre system havde en fejlrate på 3,028 procent. Forskellen på fejlraten var altså på 0,114 procent.
Det store system præsterede altså kun minimalt bedre end det mindre system. Men det er alligevel nok til, at det er lidt af en verdensnyhed.
- Bare det, at der er en forskel er godt nok. For pointen er at vise det smukke i, at det kan lade sig gøre; teorien og princippet om at fejlraten bliver mindre, når systemet opskaleres, siger Morten Kjaergaard.
