Sådan kan du drage fordel af mindre kvantecomputere

En kvantecomputer kan måske en dag passe på dit skrivebord, men forvent ikke, at den vil forsyne din pc med strøm snart.

Forskere ved et konsortium ledet af Cambridge University har fundet en måde at presse et styresystem, der kunne arbejde kvantecomputere, ind på en chip. Quantum computing er i øjeblikket ved at blive udforsket som en måde at gøre alt fra at gøre fly lettere til at bryde stærk kryptering. Opgiv dog ikke din smartphone endnu.

"Det er usandsynligt, at nogen snart vil have en kvantecomputer i deres hjem eller lomme, eller muligvis nogensinde." Matt Doty, professor i computerteknik ved University of Delaware, fortalte Lifewire i et e-mailinterview.

"Den umiddelbare indvirkning på folks liv vil sandsynligvis komme fra skytjenester, der bruger kvante computere for at tilbyde unik kraft, sandsynligvis kører i baggrunden på en måde, der ikke er indlysende for brugeren."

Gå ind i kvantealderen

Det nye kvantesystem hedder Deltaflow. OS, og er designet af Cambridge University opstart Riverlane at køre med en brøkdel af den nødvendige plads i tidligere hardware.

"I sine mest enkle udtryk har vi sat noget, der engang fyldte et rum på en chip på størrelse med en mønt, og det virker," sagde Matthew Hutchings, medstifter af SEEQC, en kvantecomputervirksomhed, der samarbejdede med Riverlane, i en nyhedsmeddelelse.

"Dette er lige så vigtigt for fremtiden for kvantecomputere, som selve mikrochippen var for kommercialisering af traditionelle computere, så de kan produceres omkostningseffektivt og i stor skala."

Selvom kvantecomputere måske ikke er klar til personlig brug, vil det sandsynligvis have praktiske fordele for brugerne.

"Kvantecomputere kan være meget mere kraftfulde end eksisterende computere i applikationsscenarier, hvoraf nogle kan være revolutionerende for vores daglige liv." Xiu Yang, professor ved Lehigh University's Industrial and Systems Engineering Department, fortalte Lifewire i et e-mailinterview.

Forskning ved hjælp af kvanteberegning kunne forbedre den grundlæggende undersøgelse af materialer, hvilket resulterer i lettere fly der vil spare brændstof og batterier med højere energitæthed, der giver elektriske køretøjer en længere rækkevidde, Yang sagde. Kvantecomputere kunne også sætte skub i opdagelsen af ​​lægemidler ved at køre simuleringer på molekylært niveau mere effektivt end at bruge nuværende computere.

Nogle videnskabsmænd spekulerer i endnu mere eksotiske muligheder for kvanteberegning.

"Mennesker kan nemt have en 'digital tvilling', hvor hvert atom i en menneskelig krop kunne være repræsenteret i en kvanteanordning, og simuleringer kan udføres på den digitale tvilling, Terrill Frantz, en professor, der underviser i kvantecomputere ved Harrisburg University of Science and Technology, fortalte Lifewire i et e-mailinterview.

Udfordringer forude

Men der er mange forhindringer for at gøre kvanteberegning nyttig, selvom styresystemerne bliver mindre. Quantum computing er en helt anden teknologi end klassisk computing, både på hardware- og softwareniveau.

Doty påpegede, at den velkendte bit, der kører nuværende computere, enten er i nul eller én tilstand. I mellemtiden kan en kvantecomputerbit, kaldet en qubit, være i en superposition, hvilket i det væsentlige betyder en blanding af nul og en.

"Krften ved en kvantecomputer kommer fra at bruge disse superpositioner til at gøre noget, der er nogenlunde analogt med massiv parallel behandling," tilføjede Doty. "Udfordringen er, at disse superpositioner er skrøbelige - de kollapser let til blot et nul eller et, i hvilket tilfælde al kraften fra kvantecomputeren går tabt."

En væsentlig udfordring i at bygge kvantecomputere er at finde det hardware- og softwaresystem, der minimerer og kompenserer for disse typer fejl.

Doty sagde, at nogle virksomheder havde bygget kvantecomputere, der kan håndtere udfordringen med at begrænse fejl for små antal bits. Udvikling af hardware, udstyr og software, der kan opfylde løftet om kvantecomputere, vil skulle aktivere tusinder eller millioner af bits.

"Det er ikke klart, hvilken materialeplatform eller struktur der er bedst," tilføjede Doty. "Mit gæt er, at vi i sidste ende vil ende med 'hybride' systemer, der kombinerer det bedste fra flere forskellige materialer og metoder."