Quantum Computing: Flytta sig ur labbet

Quantum Computing: Flytta sig ur labbet

Quantum computing övergÄr för nÀrvarande frÄn att vara en vetenskaplig nyfikenhet till teknisk verklighet, enligt ett föredrag vid förra veckans MIT Technology Review EmTech-konferens av William Oliver, huvudutredare i MIT: s Engineering Quantum Systems Group, dÀr han diskuterade historien och möjlig framtid för teknologi.

Under de senaste Ären, konstaterar han, har vi sett ett antal stora framsteg, inklusive skapande av maskiner med 20-50 qubits och molnbaserade tjÀnster som gör sÄdana system tillgÀngliga för fler forskare.

För nÀrvarande sÀger Oliver att det finns tre huvudmetoder som studeras. Först Àr arbetet mot en universell, feltolerant kvantdator. Detta kan vara bra för att lösa en mÀngd olika uppgifter, sÄsom dekryptering, databassökning och linjÀr ekvationssampling, men krÀver mÄnga qubits, sÄ det Àr fortfarande en vÀg bort. Teoretiskt skulle detta kunna lösa problem som helt enkelt inte skulle vara möjliga med klassisk databehandling, sÄsom mycket stor primfaktorisering, som anvÀnds för saker som RSA Key-dekryptering.

Det andra tillvÀgagÄngssÀttet skulle vara en digital och analog kvantesimulator, som vanligtvis skulle anvÀndas som en samprocessor med en klassisk dator, vilket ger betydande snabbare hastighet jÀmfört med klassiska algoritmer. Detta skulle vara anvÀndbart i saker som kvantkemi, dÀr du vill simulera komplexa molekylers beteende inom omrÄden som materialvetenskap eller lÀkemedelsinteraktioner. Han tror att det Àr fem till tio Är frÄn att vara praktiskt.

Det tredje tillvĂ€gagĂ„ngssĂ€ttet Ă€r kvantglödgaren, som finns med fler qubits idag, och Ă€r utformad för saker som ruttoptimering. Det hĂ€r kan vara bra för “resande sĂ€ljare” -problemet och andra typer av transportoptimering, men han sa att det Ă€r okĂ€nt om detta verkligen kommer att resultera i en snabbhet över klassisk dator.

Det mest spÀnnande omrÄdet Àr det första, men problemen gör det robust, reproducerbart och utdragbart, sa Oliver. De stora problemen Àr (tiden som en qubit kan hÄlla sitt tillstÄnd) och den tid som krÀvs för en enda grindoperation. MÄlet Àr att fÄ ett större antal grindar per sammanhÄllningstid, med andra ord, att fÄ ett resultat medan kvanttillstÄndet upprÀtthÄlls.

En annan frÄga Àr fel. Han noterade att i klassisk databehandling kan du ha ett fel i 1020 bitar, medan i qubits kan du ha ett i varje 103 eller 104, vilket Àr mycket vanligare. En del av detta kan hanteras med kvantfelskorrigering, vilket ger en bÀttre övergripande enhet, men bara om de enskilda qubitsna Àr tillrÀckligt bra.

Det finns en mĂ€ngd olika tekniker som utvecklas för att göra dessa qubits – saker som superledande qubits, fĂ„ngade joner och kiselkvantprickar, och det stora mĂ„let Ă€r att försöka förbĂ€ttra deras trohet.

NĂ€sta stora steg Ă€r “kvantöverhöghet”, gör en berĂ€kning med en kvantdator som Ă€r snabbare Ă€n vad som kan göras pĂ„ en klassisk dator. Oliver sa att detta borde jĂ€mföras med den första flygningen pĂ„ Kitty Hawk: “Det gick inte snabbt och det varade inte lĂ€nge.” Detta löser inte ett problem vi bryr oss om idag, men Ă€r ett stort steg mot en programmerbar kvantdator, precis som Kitty Hawk var det första steget mot kommersiell luftfart.