Hvordan fungerer kvantecomputeren Magne? cover art

Hvordan fungerer kvantecomputeren Magne?

Hvordan fungerer kvantecomputeren Magne?

Listen for free

View show details

About this listen

 Når din gamle computer prøver at køre det nyeste spil, kan du næsten høre, hvor hårdt den kæmper. Blæserne hyler, grafikken hakker, og alt går i slowmotion.
Noget lignende sker, når konventionelle computere - alt fra din laptop til verdens største supercomputere - prøver at simulere naturens mindste byggesten. Det vil sige, når de beregner, hvordan elektroner, atomer og molekyler opfører sig.
Disse systemer følger kvantemekaniske regler, som er helt anderledes end dem, konventionelle computere bruger. Derfor bliver simuleringerne af disse kvantesystemer hurtigt enorme, langsomme og upræcise.
Det er lidt som at forsøge at bygge en avanceret maskine i spillet Minecraft, hvor blokkene ikke helt kan det, du har brug for. Du kan finde løsninger, men ofte ender det som et kludetæppe af workarounds, fordi spillets regler ikke matcher det, du vil skabe.
Og det er her, kvantecomputeren Magne kommer ind i billedet. Den skal drives af virksomheden QuNorth her i Danmark for at give forskningsmiljøer og virksomheder i Norden adgang til kvantehardware i verdensklasse.
Magne er designet til at regne ud fra de samme fysiske love, som naturen selv følger på nano- og atomskala. I stedet for at tvinge klassiske bits til at efterligne kvanteverdenen, giver Magne os mulighed for at beregne den på dens egne præmisser.
En klassisk computer arbejder med bits, der enten er 0 eller 1 - ligesom en lampe, der enten er tændt eller slukket.
En kvantecomputer bruger i stedet kvantebits, eller qubits, som følger kvantemekanikkens regler og derfor kan noget fundamentalt andet.
Det er især to kvantemekaniske egenskaber, der gør kvantecomputere helt anderledes end konventionelle computere:
superposition
sammenfiltring
En qubit kan være i en kombination af 0 og 1 på samme tid - det kaldes for superposition. Det betyder, at kvantecomputeren ikke kun arbejder med enkelte tal, men med et helt rum af mulige tilstande, som kan bearbejdes samlet.
Det giver adgang til en langt større "regneplads", end konventionelle bits kan tilbyde (læs mere i faktaboksen nedenfor).
Denne måde at repræsentere information på er helt anderledes end i konventionelle computere - men den giver ikke i sig selv hurtigere beregninger. Først når superpositionen udnyttes aktivt i en algoritme, kan den give en reel fordel.
Sammenfiltring er den anden centrale kvanteegenskab. Når qubits bliver sammenfiltrede, kan man ikke længere forstå dem hver for sig.
De skal i stedet ses som dele af ét fælles system, hvor informationen først giver mening, når man betragter dem samlet.
Det betyder, at informationen ikke ligger i de enkelte qubits, men i måden de hænger sammen på - noget konventionelle computere godt kan efterligne, men kun med stor beregningsmæssig indsats.
Det er denne fælles beskrivelse, der gør kvantecomputere særligt velegnede til at håndtere komplekse systemer.
Disse to egenskaber - superposition og sammenfiltring - gør det muligt for kvantecomputere at repræsentere information på måder, der ellers ville kræve helt urealistisk mange klassiske bits.
Når man programmerer en kvantecomputer, arbejder man, ligesom i konventionel computing, med en veldefineret algoritme.
Forskellen er, at algoritmen ikke beregner et svar trin for trin, men i stedet er designet til at styre sandsynligheder. Man kan tænke på beregningen som en proces, der gradvist skubber systemet i retning af de rigtige løsninger, mens de forkerte løsninger dæmpes.
Undervejs kan man ikke "kigge med" og se delresultater, fordi det ville ødelægge de kvanteegenskaber (såsom superposition) som beregningen bygger på. Først til allersidst aflæses resultatet. Det kalder man en måling.
Når vi måler qubitterne, "fryser" systemet - lidt som når man trykker pause i et spil - og beregningen giver ét konkret, klassisk resultat.
Kvantecomputerens styrker viser sig kun i bestemte typer af problemer, hvor kvantemekanikkens særlige egenskaber kan udnyttes - og i mange andre tilfælde vil en konventionel computer fortsat være det bedste og mest...
No reviews yet
In the spirit of reconciliation, Audible acknowledges the Traditional Custodians of country throughout Australia and their connections to land, sea and community. We pay our respect to their elders past and present and extend that respect to all Aboriginal and Torres Strait Islander peoples today.