Googles kvantdator slår världen med häpnad

Det var i tidskriften Nature som forskarna presenterade sitt genombrott. Genom att använda en så kallad kvantdator har de lyckats genomföra en beräkning som tog drygt tre minuter, eller 200 sekunder, att utföra. En uträkning som för en vanlig dator, även om det är världens snabbaste, skulle ta minst 10 000 år.

– Vi ser det som Google gjort som något väldigt viktigt. Som en milstolpe, säger Per Delsing, professor i fysik vid Chalmers tekniska högskola och chef för kvantforskningen vid Wallenbergcenter i Göteborg.

En vanlig dator representerar information i form av strängar av de binära talen 1 och 0. I en kvantdator, däremot, utnyttjas i stället kvantbitar där varje kvantbit är en kvantpartikel med två möjliga kvanttillstånd, så att 1 och 0 kan representeras av dessa tillstånd.

Flera tillstånd

Det finurliga är dock att varje kvantbit också kan befinna sig i en godtycklig (koherent) överlagring av dessa båda tillstånd och på så sätt bära mer information än enbart 1 och 0. Dessutom kan kvantbitarna vara hoptvinnade, vilket medger mycket speciella möjligheter för en kvantdator att utföra beräkningar, jämfört med en vanlig dator.

På så sätt kan man uppnå "quantum supremacy" (kvantöverlägsenhet), det vill säga en dator som är vida överlägsen en vanlig dator, även om en kvantdator inte kan utföra andra beräkningar än en vanlig dator. Den kan bara göra dem på ett annat sätt, och då framför allt snabbare.

Men att räkna med hjälp av enstaka kvantpartiklar är svårt. Därför har forskarna använt sig av supraledande kretsar i stället.

– När kretsen är supraledande finns ingen resistens (motstånd) och då kan man bygga kretsen så att den beter sig kvantmekaniskt, det vill säga som atomer, där varje krets fungerar som en artificiell atom, säger Per Delsing.

Omöjliga beräkningar

Varje krets blir på så sätt en kvantbit och det nu aktuella experimentet bestod av en dator med 53 kvantbitar.

– Vi håller på att utveckla en exakt likadan kvantdator som användes i experimentet. Vi har inte lika många kretsar ännu, men det här visar ju att vi är på rätt väg, säger Per Delsing.

Forskarna vid Google lät kvantdatorn beräkna en algoritm som det, enligt företaget, skulle ta 10 000 år för världens snabbaste dator, IBM:s "Summit", att utföra. För den nya kvantdatorn tog det 200 sekunder.

– Algoritmen i sig gör ingen glad. Den hade bara utvecklats för att visa att det fungerar. Däremot kan man tänka sig områden där en kvantdator kan få stor nytta, exempelvis för att lösa optimeringsproblem, säger Per Delsing.

För tänk dig, säger han, att du har 100 flygplan, 100 destinationer och 100 flygplansbesättningar. Hur ska du kombinera dessa för att det ska bli så kostnadseffektivt som möjligt?

– Antalet möjliga kombinationer blir tio upphöjt till 315. Det vill säga en etta med 315 nollor efter sig. Att låta en vanlig dator räkna på det skulle ta längre än universums ålder, men med en kvantdator skulle det gå betydligt snabbare, säger Per Delsing.

Sura miner

Teknikföretaget IBM är dock inte så glada åt den negativa uppmärksamheten och säger i ett uttalande att den föreslagna algoritmen bara skulle ta 2,5 dagar för "Summit" att beräkna, inte 10 000 år.

Oavsett, säger Per Delsing, förtar det inte Google-forskarnas bedrift.

– 200 sekunder är ändå bra mycket snabbare än 2,5 dagar. Jag har läst artikeln och jag tycker att forskningen verkar vara väldigt gedigen, säger han.

Men till skillnad från vanliga datorer är kvantdatorer extremt känsliga, varför det lär dröja länge innan de blir var mans egendom.

– Det tog ett bra tag innan transistorn kom att utnyttjas av datorer. Det tar ofta lång tid sånt här, inte sällan decennier, säger Per Delsing.

Johan Nilsson/TT