Kvantecomputere kan overgå klassiske computere med at besvare praktiske spørgsmål inden for to år, ifølge et nyt eksperiment udført af IBM. Demonstrationen antyder, at ægte kvanteoverherredømme, når kvantecomputere overhaler klassiske digitale, kunne komme overraskende snart.
"Disse maskiner kommer," sagde Sabrina Maniscalco, administrerende direktør for den Helsinki-baserede quantum computing startup Algorithmiq, i et interview med Nature News.
I en ny undersøgelse offentliggjort sidste onsdag brugte videnskabsmænd IBMs kvantecomputer, kendt som Eagle, til at simulere de magnetiske egenskaber af virkeligt materiale hurtigere end en klassisk computer kan gøre. Dette blev opnået takket være brugen af en speciel fejlreduktionsproces, der kompenserede for støj - en grundlæggende ulempe ved kvantecomputere.
Traditionelle computere baseret på siliciumchips er afhængige af "bits", der kun kan antage en af to værdier: 0 eller 1.
I modsætning hertil bruger kvantecomputere kvantebits eller qubits, som kan erhverve mange tilstande på samme tid. Qubits er afhængige af kvantefænomener såsom superposition, hvor en partikel kan eksistere i flere tilstande på én gang, og kvantesammenfiltring, hvor tilstande af fjerne partikler kan forbindes på en sådan måde, at en af dem ændres øjeblikkeligt, ændrer en anden. I teorien giver dette qubits mulighed for at udføre beregninger meget hurtigere og parallelt, ting, som digitale bits ville gøre langsomt og sekventielt.
Men historisk set har kvantecomputere haft en akilleshæl: Qubitternes kvantetilstande er utroligt sarte, og selv den mindste ydre påvirkning kan permanent ændre deres tilstand – og derfor den information, de bærer. Dette gør kvantecomputere meget fejltilbøjelige eller "støjende".
I et nyt proof-of-principle-eksperiment beregnede 127-qubit Eagle-supercomputeren, som bruger qubits bygget på superledende kredsløb, den komplette magnetiske tilstand af et todimensionelt fast stof. Forskerne målte derefter omhyggeligt støjen produceret af hver af qubits. Det viser sig, at visse faktorer, såsom defekter i supercomputermaterialet, pålideligt kan forudsige den støj, der genereres i hver qubit. Holdet brugte derefter disse forudsigelser til at modellere, hvordan resultaterne ville se ud uden den støj.
Påstande om kvanteoverlegenhed er dukket op før: I 2019 hævdede Google-forskere, at virksomhedens kvantecomputer, kendt som Sycamore, løste et problem på 200 sekunder, som ville have taget en almindelig computer 10 år. Men det problem, han løste - i det væsentlige at spytte en enorm liste af tilfældige tal ud og derefter kontrollere deres nøjagtighed - havde ingen praktisk anvendelse.
I modsætning hertil adresserer IBMs nye demonstration et reelt – omend meget forenklet – fysisk problem.
"Det er opmuntrende, at det vil fungere i andre systemer og mere komplekse algoritmer," sagde John Martinis, en fysiker ved University of California, Santa Barbara, som opnåede resultatet. Google 2019, i et interview med Nature News.
Læs også: