Det stille problem i kvanteberegning
Okay, her er noget vildt: kvantecomputere kan teoretisk løse problemer, som ville tage almindelige computere længere tid end universets alder. Men der er en hage — og den er stor.
Disse maskiner er utroligt skrøbelige. De falder fra hinanden ved den mindste forstyrrelse. Vi taler om noget så subtilt som elektromagnetisk interferens fra din telefon eller endda tilfældige elektriske ladninger, der svæver rundt i omgivelserne.
Tænk på det som at forsøge at gøre et perfekt håndstående på en trampolin, der hopper, mens nogen hvisker tilfældige tal i øret på dig. Det er i bund og grund, hvordan kvanteberegning ser ud indefra maskinen.
Ind med superflydende helium-qubit
Forskere ved University of Surrey har netop offentliggjort noget fascinerende. De har designet en helt ny type qubit — den grundlæggende enhed for kvanteinformation — ved hjælp af noget, der kaldes superflydende helium-3.
Superflydende helium er allerede ret mærkeligt. Det er helium, der er kølet ned til nær det absolutte nulpunkt, hvor det bliver til en væske, der kan flyde uden nogen form for friktion. Det kryber op ad vægge, slipper ud af beholdere og opfører sig på måder, der får fysikere til at blive begejstrede.
Men her er den virkelig smarte del: denne superflydende helium er ladningsneutral. I modsætning til de superledende qubits, der bruges i de fleste kvantecomputere i dag, bærer den ingen elektrisk ladning.
Du ved, hvordan dit hår klæber til en ballon på grund af statisk elektricitet? Det er elektrisk ladning, der driller. Den samme type interferens forstyrrer dagens kvantecomputere konstant. Ved at bruge noget med nul ladning tror Surrey-teamet, at deres design naturligt kan undgå disse problemer.
De kalder deres opfindelse for SHOQ-enhed — hvilket ærligt talt lyder, som om det burde være en superhelt eller et særligt aggressivt træningsprogram. (Superfluid Helium Oscillator Quantum, hvis du er nysgerrig.)
Hvorfor 100 gange færre fejl betyder noget
Forskerne beregnede, at deres design kunne have fejlprocenter, der er cirka 100 gange lavere end for nuværende superledende qubits.
Lad mig sætte det i perspektiv. Forestil dig, at du prøver at sende en besked, men 1 ud af hver 100 bogstaver ændres tilfældigt. Irriterende, ikke? Forestil dig nu, at kun 1 ud af hver 10.000 bogstaver ændres. Det er forskellen.
Det er enormt vigtigt for skalabilitet — evnen til at bygge større og mere kraftfulde kvantecomputere. Lige nu gør det at tilføje flere qubits til et system fejlkontrol eksponentielt sværere. Det er som at prøve at jonglere, mens man tilføjer flere bolde; til sidst falder noget.
Hvis SHOQ-enheden leverer bare i nærheden af, hvad matematikken forudsiger, kunne det ændre hele køreplanen for kvanteberegning.
Ikke en erstatning — en holdkammerat
Her er noget, jeg elsker ved denne forskning: teamet antyder ikke, at superflydende helium vil erstatte eksisterende kvantehardware. I stedet forestiller de sig, at forskellige qubit-tyer arbejder sammen.
Dr. Eran Ginossar sagde det pænt: "Vi behøver ikke nødvendigvis én type qubit til at gøre alt."
Forestil dig en kvantecomputer, hvor superledende qubits håndterer de talbaserede beregninger, mens superflydende helium-qubits gemmer information sikkert — som kvantehukommelse. Hver gør det, den gør bedst.
Denne hybride tilgang føles realistisk. Vi venter ikke på én perfekt teknologi, der skal redde os alle; vi bygger et hold af specialister.
Hvad sker der nu?
Teamet er nu ved at bygge en prototype for at teste, om disse forud