Så programmerar man en kvantdator

2017-12-07 06:00  
Mikrochip med tre supraledande kvantbitar. Foto: Sören Håkanlind

En mikrovågspuls som logisk grind. Det är en metod för att kunna ge instruktioner till en kvantdator.

I en serie artiklar i Ny Teknik om utvecklingen av kvantdatorer har vi beskrivit kvantmekaniska egenskaper som superposition och sammanflätning. Vi har också visat hur en kryostat till en supraledande kvantdator fungerar.

Men våra läsare vill veta mer. Två av frågorna som har dykt upp: Hur programmeras en kvantdator? Och hur avläser man resultatet?

Till en klassisk dator kan man använda en elektrisk krets där olika spänningsnivåer kan representera olika binära symboler. En etta eller en nolla. Sant eller falskt. Ja eller nej.

En kvantdator utnyttjar de kvantmekaniska egenskaper som bara existerar på atomskalan. En så kallad kvantbit kan vara en foton, elektron eller något annat som uppvisar kvantmekaniska egenskaper.

För att ändra tillståndet för en kvantbit används en kvantgrind: en åtgärd som ändrar kvantbitens tillstånd. Det kan röra sig om att tillföra mikrovågspulser som är kalibrerade för att vara resonanta med kvantbitens övergångsfrekvens.

Läs mer: Så ska svenska superdatorn knäcka konkurrenterna

När det gäller kvantalgoritmer har David Gosset, en forskare hos IBM, bidragit med en bra förklaring (som du dessutom kan se i filmen här nedan):

- Kvantdatorer kan köra algoritmer som inte kan används till en klassisk dator. De algoritmerna drar vinning av kvantmekaniska egenskaper som icke-lokalitet, sammanflätning, superposition och interferens. Så när man designar en kvantalgoritm är målet att utnyttja de kvantmekaniska egenskaperna för att nå fram till lösningen snabbare.

Generellt sett, säger Gosset, handlar det om att börja med samma sorts inmatning man använder för att lösa problem på en klassisk dator.

- Den inmatningen ska sedan räknas om till ett kvanttillstånd vilket är en superposition av ett exponentiellt antal klassiska tillstånd. Därpå är målet att förändra det kvanttillståndet, som rymmer problemet, till ett kvanttillstånd som rymmer lösningen.

Försöker man mäta eller observera vad som sker innan algoritmen anlänt till det kvanttillstånd som rymmer lösningen kommer ett slumpmässigt resultat spottas ut. Det beror på att alla försök att mäta superposition får kvanttillståndet att kollapsa till ett klassiskt tillstånd.

Peter Ottsjö

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt