Inte guld och gröna skogar
Som du kanske förstått av texten ovan är kvantdatorn mer eller mindre en fantasi ännu så länge. Kvantdatorernas tillskyndare lovar guld och gröna skogar. Alla beräkningar ska bli klara på nolltid och kvantdatorerna ska kunna lösa alla problem genom att de ser alla lösningar samtidigt.
Tyvärr kommer man inte så långt med fyra kvantbitar. Det kommer att bli svårt att skalera upp det till 10 eller 100 kvantbitar, både på grund av bitarnas instabilitet och på grund av att de läcker bort efter ett tag.
Åtminstone ett företag påstår att de har en generellt programmerbar kvantdator för allmänt bruk. D-Wave Systems menar att de har en kvantdator som de kallar för D-Wave Two med 512 kvantbitar i en frys, nedkyld till 0,02 kelvin.
Foto: D-Wave Systems
Forskare vid den tekniska högskolan ETH i Zürich har provat D-Wave Two och tror nog kanske inte att den är en universell kvantdator, utan snarare någon sorts kvantbaserad experimentuppställning. Tittar man närmare på D-Waves reklamfilmer förstår man att det handlar om mikrovågsfotoner, som styrs på samma sätt som i exemplen i artikeln ovan. Och drabbas av samma problem, till exempel störningar från det jordmagnetiska fältet.
Som med allt inom kvantfysiken, kan man inte vara riktigt säker. För att kvantdatorer ska kunna utmanövrera traditionella datorsystem när det gäller exempelvis kemiska simuleringar krävs system med 128 eller fler kvantbitar, menar forskarna.
Andra menar att fosforatomer är rätta vägen att gå, nämligen att använda enstaka fosforatomer som kvantbitar i gaten till en FET-transistor, medan åter andra forskare menar att specialtillverkade diamanter med mikroskopiska orenheter i form av en enda kväveatom är vägen framåt mot kvantdatorer som inte behöver kylas till kryogeniska temperaturer.
I samtliga fall handlar det ändå om specialbyggen, ”hårdkopplade” eller kemiskt specialframställda för ett enda problem. Styrningen eller ”skrivningen” görs fortfarande med mikrovågsstrålar på 44 gigahertz och ”läsningen” innebär detektering av mikrovågssignaler i närheten av -140 dBm.
Det finns många kvantfysiska fenomen man inte tänker på, som vi ser och utnyttjar varje dag, exempelvis växternas fotosyntes. Magnetresonanskameran, som blivit ett mycket använt diagnostiskt instrument inom medicinen, utnyttjar kvantfysikaliska egenskaper hos vätekärnan. Laser, denna numera vanliga ljuskälla, bygger på kvantfysikaliska egenskaper hos ljus. Hela naturen lyder under kvantfysikens lagar, men fenomenet kan bara observeras på partikelnivå.
En kommersiell tillämpning kan bli svår så länge apparaten måste vara nedkyld till absoluta nollpunkten. Framtiden får utvisa om kvantdatorerna faktiskt är något att räkna med.
