Kvantdator

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Ett exempel på en krets som föreslagits för kvantdatorer

Kvantdatorn är en dator som använder kvantmekanik för att utföra vissa specifika typer av beräkningar. För generella beräkningar är kvantdatorer inte snabbare än dagens datorer, men när Google i januari 2014 testade kvantdatorn D-Wave 2 visade det sig att den för vissa speciella problem var 35000 gånger snabbare än en vanlig dator.[1]

Kvantbitar[redigera | redigera wikitext]

Den grundläggande enheten i kvantdatorer är kvantbiten eller "qubit". Dessa dataenheter kan anta värdena noll (0), ett (1) eller ett supervärde som är både noll och ett på samma gång. Den största utmaningen vid konstruktionen av kvantdatorn är att utveckla ett system som kan läsa av eller förändra kvantbitarnas tillstånd, så att rätt "svar" kan avläsas.

Kvantalgoritmer[redigera | redigera wikitext]

En kvantdator kan i princip göra allt en vanlig dator kan göra. För att utnyttja de speciella egenskaperna hos kvantdatorn krävs dock speciella beräkningsmetoder, algoritmer. Exempel på sådana algoritmer som utvecklats är Shors algoritm för primtalsfaktorisering av heltal, samt sök- och sorteringsalgoritmer.

I februari 2007 höll det kanadensiska företaget D-Wave en demonstration av vad de hävdade vara en kvantdator, som skulle bestå av en 16-qubits supraledande adiabatisk kvantprocessor.[2] D-Wave har inte släppt några detaljer om sin kvantdator och många experter har uttryckt skepsis.[3]

Under våren 2009 kunde forskarna vid Yale University, University of Waterloo, Atominstitut der Österreichischen Universitäten och Université de Sherbrooke demonstrera en kvantprocessor som kunde utföra några enkla kvantalgoritmer, "the Grover search" och "Deutsch–Jozsa"-algoritmerna. [4] Brittiska forskare, som utvecklat ett chip som öppnar en ny väg för s.k. kvantdatorer, tror att vi kan ha kvantdatorer inom tio år.[5]

Tillämpningar[redigera | redigera wikitext]

Fastän det bara finns en handfull användbara algoritmer utformade för kvantdatorer, menar forskare att deras tillämpning kommer visa sig vida mer nyttig än dagens teknik för att simulera ett stort antal biologiska, kemiska och fysikaliska system. På så vis kan de bli standardverktyget för en hel mängd nya industrier, såsom läkemedels- och materialdesign. Detta beror på att det blir potentiellt möjligt att angripa helt nya problem genom att utföra parallellberäkningar med hjälp av ett relativt litet set qubitar — kanske så få som några hundra. Här har ett par internationella grupper med tyngdpunkt i Australien gjort framsteg.[6]

Dr. Dzuraks grupps bidrag inbegriper att sätta en enstaka elektron — inbakad i ett kiselchip — i ett “kvanttillstånd,” och sedan upprepande mäta tillståndet. I februari 2012, publicerade ett annat team med bas vid University of New South Wales sina framsteg i en artikel i tidskriften Nature Nanotechnology: konstruktion av en single-atom transistor med användning av en annan men snarlik design.

I populärlitteraturen[redigera | redigera wikitext]

Kvantdatorer har förekommit i en del science fiction-litteratur, som exempelvis boken Nyaga av Peter Nilson.

Referenser[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ Google testar sin kvantdator, Nordic Hardware 2014-01-14
  2. ^ ”Comment on D-Wave”. http://www.wired.com/news/technology/0,72734-0.html?tw=wn_technology_1.  av David Deutsch
  3. ^ Jason Pontin (2007). ”A Giant Leap Forward in Computing? Maybe Not”. The New York Times Company. http://www.nytimes.com/2007/04/08/business/yourmoney/08slip.html?pagewanted=1&ei=5088&en=571f33b3b7cd5684&ex=1333684800&partner=rssnyt&emc=rss. Läst 8 april 2007. 
  4. ^ L. DiCarlo, J. M. Chow, J. M. Gambetta, Lev S. Bishop, B. R. Johnson, D. I. Schuster, J. Majer, A. Blais, L. Frunzio, S. M. Girvin & R. J. Schoelkopf (2009). ”Demonstration of two-qubit algorithms with a superconducting quantum processor”. Nature. http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/pdf/nature08121.pdf. Läst 1 juli 2009. 
  5. ^ Tomas Augustsson; Kvantdatorer - mer än ettor och nollor, Artikel i Svenska Dagbladet (2010-10-04).
  6. ^ Australians Surge in Quest for New Class of Computer, New York Times (2012-09-28).