Kvantecomputer sætter ny rekord

15 = 3 x 5

Forskere hos IBM har konstrueret den hidtil mest komplekse kvantecomputer. Computeren er i stand til at løse det matematiske problem, der er grundlaget for de mest succesfulde asymmetriske krypteringsprogrammer.

To af IBM's forskere foran forsøgsopstillingen.

Firmaerne bag krypterings­programmerne behøver dog ikke at ryste i bukserne endnu, for der er langt igen, før kvantecomputerne bliver kraftige nok til at udgøre en trussel mod den stærke kryptering. Krypteringen er baseret på, at det tager meget lang tid for en traditionel computer at faktorisere store heltal, mens en kvantecomputer kan gøre det i et snuptag. Det kræver dog kvantecomputere med langt flere qubits end de syv, som er den nye rekord.

IBM's kvantecomputer kan finde ud af, at man skal gange tre med fem for at få femten, men tallene i krypteringsprogrammer har hundredvis af cifre. Alligevel er eksperimentet interessant, for dels er det første gang, at det er lykkedes at konstruere en kvantecomputer, der overhovedet er kraftig nok til at faktorisere tal, og dels er dette blot begyndelsen. Forskningen i kvantecomputere fortsætter for fuld kraft, og antallet af qubits vil fortsætte med at stige.

Eksperimentet

I IBM's eksperiment benyttede forskerne en milliard milliarder specialdesignede molekyler i et reagensglas som regneenhed. På hver af molekylerne sad blandt andet fem fluoratomer og to kulstofatomer, hvis atomkernespin udgjorde de syv qubits. Kvantecomputeren blev programmeret ved hjælp af radiobølger, og når beregningen var udført, kunne resultatet aflæses ved hjælp af NMR, nuklear magnetisk resonans.

Diagram over det molekyle, IBM benyttede i kvantecomputeren. Pilene angiver spinnet for de atomkerner, der udgjorde de syv qubits.

Det er utroligt svært at designe molekyler med mere end de syv kontrollerbare atomkernespin, så denne vej er ikke farbar, når man snakker kvantecomputere med hundrede eller tusindvis af qubits. Vejen fra eksperimenter i laboratoriet til kraftigere og mere praktiske kvantecomputere kræver nye teknologiske landvindinger, men forskerne er fortrøstningsfulde.

Kvantecomputerne vil først og fremmest blive brugt til at løse komplicerede matematiske problemer, men de kan også være utroligt effektive til databaseopslag. Efterhånden som større kvantecomputere bliver realiserede, vil nye algoritmer betyde nye anvendelsesområder, men det varer nok meget længe, før familien Danmark spiller Quake på en kvantecomputer i dagligstuen.