{"id":540,"date":"2018-05-24T08:09:46","date_gmt":"2018-05-24T06:09:46","guid":{"rendered":"http:\/\/www.skule.sormo.net\/wordpress\/?p=540"},"modified":"2024-11-15T13:29:14","modified_gmt":"2024-11-15T12:29:14","slug":"kvantemaskiner-erobrer-verden","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/?p=540","title":{"rendered":"kvantumdatamaskiner erobrer verden"},"content":{"rendered":"<h3><strong>En kvantumdatamaskin med \u00e9n chip erstatter verdens st\u00f8rste datamaskin med 3.1 millioner prosessorkjerner<\/strong><\/h3>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-541 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image.jpeg\" width=\"221\" height=\"151\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image.jpeg 565w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-300x205.jpeg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 221px) 100vw, 221px\" \/>En ny generasjon datamaskiner, basert p\u00e5 kvantefysikk, er i ferd med \u00e5 bli realisert i ulike forskningsmilj\u00f8. Dette regnes som en helt ny revolusjon for informasjonsbehandling og som \u00e5pner for helt nye muligheter for tung databehandling som ikke har v\u00e6rt mulig tidligere.<\/p>\n<p>Tradisjonelle datamaskiner \u00f8ker ytelsen ved \u00e5 \u00f8ke antall prosessorkjerner slik at de kan utf\u00f8re parallell prosessering. Verdens st\u00f8rste datamaskin er kinesisk<sup><a id=\"post-540-footnote-ref-1\" href=\"#post-540-footnote-1\">[1]<\/a><\/sup>. Den henter Tianhe-2 og har en ytelse p\u00e5 opp til 54,0 petaflops per sekund. Det er dobbelt s\u00e5 rask som verdens nest raskeste maskin, Titan i USA. En vanlig PC takler fire til ti flops per sekund. Tianhe-2 har 3.1 millioner prosessorkjerner fordelt p\u00e5 80\u00a0000 prosessorer av type Intel Xeon og Zeon Phi.<\/p>\n<p>Dersom tradisjonelle, klassiske datamaskiner skal doble kapasiteten, m\u00e5 antall prosessorer dobles. Det blir en sv\u00e6rt kostbar investering.<\/p>\n<p>Kvantumdatamaskiner fungerer p\u00e5 en helt annen m\u00e5te. De har bare \u00e8n prosessor, som alene kan utf\u00f8re et uhyggelig antall prosesser samtidig.<\/p>\n<h1>Superposisjon<\/h1>\n<p>Den bruker ikke bits som kan v\u00e6re 0 eller 1. Kvantumdatamaskiner bruker qubits, eller Quantum bits. De har ikke verden enten 0 eller 1 som vanlige klassiske datamaskiner, men kan ha begge verdiene samtidig! Den kan ogs\u00e5 ha alle mulige verdier mellom 0 og 1.<\/p>\n<p>Vi kan vise dette med en mynt. Den har verdien krone p\u00e5 den ene siden og mynt p\u00e5 den andre. N\u00e5r vi kaster den og lander, kan vi lese av verdien, enten mynt eller krone. Men s\u00e5 lenge den er i lufta etter at vi har kastet den opp, har den b\u00e5de verdien mynt og krone. Den har jo med seg begge sider av mynten s\u00e5lenge den roterer i lufta. Det er f\u00f8rst etter at den har landet at vi kan lese av om den er mynt eller krone.<\/p>\n<p>Dette er et bilde av hva som skjer med et qubits. S\u00e5 lenge mynten er i lufta f\u00f8r den blir avlest, svarer den til en qubit som er i <em>superposisjon<\/em>. Den inntar <em>b\u00e5de<\/em> 0 og 1, som tilsvarer mynt og krone p\u00e5 mynten. I tillegg vil vinkelen mynten har til enhver tid mot bakkeplanet gi informasjon om den. N\u00e5r mynten har landet, kan vi lese av verdien mynt eller krone. Da har de superposisjonene den hadde mens den var i lufta, kollapset til en av to mulige verdier 0 eller 1, mynt eller krone. Avlesning er destruktiv av myntens superposisjon mens den var i lufta.<\/p>\n<p>En qubit kan illustreres matematisk med en vektor. Den har alltid lengden 1, men kan peke i ulike retninger mot sirkelperiferien i enhetssirkelen. N\u00e5r den peker opp, definerer vi det som at den har verdien 1. Peker den til h\u00f8yre, definerer vi det som at den har verdien 0.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-542 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-1.jpeg\" width=\"178\" height=\"170\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-1.jpeg 356w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-1-300x287.jpeg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 178px) 100vw, 178px\" \/>Men vektoren kan ogs\u00e5 ha andre posisjoner p\u00e5 enhetssirkelen, slik som figuren her viser. Da har den en komponent b\u00e5de i y-retning, som viser 1-verdien, og en komponent mot x-aksen, som viser 0-veriden. Slik har qubit-vektoren b\u00e5de en 1-verdi og en 0-verdi, alts\u00e5 begge verdiene samtidig. Egentlig har vektoren komponenter i de to retningene. N\u00e5r vektoren beveger seg langs sirkelperiferien, sier vi at den er i en <em>superposisjon. X-v<\/em>erdien og y-verdien angir sannsynligheten for at den kollapser med verdien 0 eller 1 n\u00e5r den blir avlest.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-543 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-2.jpeg\" width=\"159\" height=\"142\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-2.jpeg 301w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-2-300x267.jpeg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 159px) 100vw, 159px\" \/><\/p>\n<p>Men dette er bare f\u00f8rste kvadrant av enhetssirkelen. Vi kan ogs\u00e5 tenke oss av vektoren fortsetter \u00e5 bevege seg langs sirkelperiferien i de andre kvadrantene. Da kan vi f\u00e5 andre verdier for komponentene i tillegg av hva vi f\u00e5r i f\u00f8rste kvadrant. Slik vil en qubit i en superposisjon innta mange ulike verdier, og ikke bar \u00e9n. Qubits kan derfor betraktes som et komplekst vektor, som best\u00e5r av en x-verdi og en y-verdi, og som ogs\u00e5 kan innta negative verdier. Lengden av qubitvektoren er fortsatt alltid lik 1.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-544 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-3.jpeg\" width=\"149\" height=\"148\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-3.jpeg 383w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-3-150x150.jpeg 150w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-3-300x298.jpeg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 149px) 100vw, 149px\" \/>Tilstanden av en qubit kan vises som Diracs vektornotasjon enten som | 0 &gt; eller | 1 &gt;, som svarer til x- og y-verdiene i vektorene [1 0] eller [0 1], som vist i figuren til venstre. Dette er avleste verdier fra qubit-en. Avlesningen f\u00f8rer til at qubiten kollapser til enten verdien 0 eller 1 med sannsynligheter som vektorkomponentene viser.<\/p>\n<p>Men f\u00f8r avlesningen kan qubiten v\u00e6re i superposisjoner p\u00e5 hvilket som helst punkt p\u00e5 hele enhetssirkelen.<\/p>\n<p>Det er mulig \u00e5 p\u00e5virke qubiten med en gate-funksjon som endrer tilstanden til den. Det gj\u00f8res med interferens av mikrob\u00f8lgepulser. Det svarer til de operasjoner vi gj\u00f8r med bits i vanlige datamaskiner der vi kan foreta operasjoner med flere bits ved hjelp av and- , or- eller not-porter (gates) Tilsvarende kan man gj\u00f8re tilsvarende operasjoner med qubits ved \u00e5 utf\u00f8re ulike gate-funksjoner. Da endres verdien p\u00e5 qubiten til nye resultater som vi er interessert i, siden utfallet er en sannsynlighetsfordeling for ulike utfall. Men dersom vi gj\u00f8r dette flere ganger med de samme gate-funksjonene, vil vi f\u00e5 ulike resultat. Vi utf\u00f8rer da operasjonen 100 ganger og ser hvilken fordeling resultatet har p\u00e5 de fire mulige tilstandene qubiten ender opp med n\u00e5r vi til slutt leser av verdien p\u00e5 qubiten. Da kollapser den til verdien 0 eller 1.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-545 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-4.jpeg\" width=\"77\" height=\"128\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-4.jpeg 198w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-4-180x300.jpeg 180w\" sizes=\"auto, (max-width: 77px) 100vw, 77px\" \/><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-546 alignright\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-5.jpeg\" width=\"249\" height=\"125\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-5.jpeg 617w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-5-300x151.jpeg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 249px) 100vw, 249px\" \/>Dersom vi har to qubits, har de 4 grunntilstander som vist her. Dersom vi behandler dette med en quantum gate, endres tilstanden til qubiten til en ny superposisjon med en sannsynlighetsfordeling p\u00e5 50% for 0 og 50% sannsynlighet for \u00e5 f\u00e5 1 dersom vi leser av verdien av qubiten. Dette er resultater vi kjenner fra kvantefysikken der man er interessert i <em>sannsynlighet <\/em>for tilstander og posisjoner for partikler. Utregningene i kvantemaskiner gjentas flere ganger (f.eks. 100 ganger) slik at vi f\u00e5r resultater som gir en sannsynlighetsfordeling over utfallene. Slik som kvantefysikken\u00a0 opererer med sannsynlighetsfordelinger, vil ogs\u00e5 en kvantemaskin gj\u00f8re det. Det vil derfor v\u00e6re andre oppgave en kvantemaskin kan brukes til enn vanlige klassiske maskiner basert p\u00e5 bin\u00e6re bits.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-547 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-6.jpeg\" width=\"107\" height=\"132\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-6.jpeg 353w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-6-242x300.jpeg 242w\" sizes=\"auto, (max-width: 107px) 100vw, 107px\" \/>Men med to qubits kan begge qubitsene innta superposisjoner mellom 0 og 1. Dette tilsvarer verdier p\u00e5 en hel kuleflate i romdimensjonen i stedet for en sirkelflate p\u00e5 et flateplan. Det betyr ogs\u00e5 at hver qubit kan innta verdier uavhengige av hverandre.<\/p>\n<p>Siden qubitsen kan innta verdien 0 og 1 <em>samtidig &#8211;\u00a0<\/em>som man oppn\u00e5r ved terperatur ved det absolutte nullpunktet i superledere, &#8211;\u00a0\u00a0kan man p\u00e5 den m\u00e5ten oppn\u00e5 parallellprosessering i <em>hver qubit.<\/em>\u00a0Legger man til flere qubits, vil parallellprosesseringsevne \u00f8ke med det dobbelte. To qubits vil da kunne prosessere 4 prosesser <em>samtidig<\/em>.\u00a0 Dimensjonsutfallet vil dobles for hver qubit som legges til. Antall parallelle prosesser som utf\u00f8res blir 2<sup>n<\/sup> der n er antall qubits maskinen har.<\/p>\n<p>Kjernen i en standardmaskin med to bits kan bare vise en verdi av fire mulige kombinasjoner i gangen. En kvantumsmaskin med to bit vil behandle fire prosesser <em>samtidig<\/em>.<\/p>\n<p>Dersom man skal \u00f8ke parallellprosesseringsevne i dagens ordin\u00e6re superdatamaskiner, vil hele maskinparken m\u00e5tte dobles, noe som f\u00f8rer til store investeringer. I en kvantemaskin vil prosesseringsevnen dobles med kun \u00e5 \u00f8ke antall qubits i den <em>samme ene prosessoren<\/em> med en enkel qubits! Man regner at en kvantumdatamaskin med en enkelt prosessor med 50 qubits vil gi samme ytelse som dagens superdatamaskin i Kina, Sunway TaihuLight. Den har en ytelse p\u00e5 93 teraflops, har 10,5 millioner prosessorkjerner fordelt p\u00e5 40.960 noder. Den utf\u00f8rer 93\u00a0000 billioner kalkulasjoner per sekund og kostet 273 millioner dollars.<\/p>\n<h1>Entangelment<\/h1>\n<p>Et annet merkelig fenomen i kvantefysikken er entangelment.<sup><a id=\"post-540-footnote-ref-2\" href=\"#post-540-footnote-2\">[2]<\/a><\/sup><\/p>\n<p>Det viser seg at to eller flere partikler kan opptre korrelert. Elektroner kan rotere \u2013 ha spinn \u2013 i en retning om en akse som peker i en bestemt retning, for eksempel oppover. Et annet elektron som danner et korrelert par med det f\u00f8rste, kan ha spinn nedover. N\u00e5r spinnretningen i det elektronet skifter fra oppover til nedover, vil det andre automatisk endre retning som det motsatte av det f\u00f8rste. Det merkelige er at dette skjer ogs\u00e5 n\u00e5r elektronparet er separert fra hverandre over sv\u00e6rt store avstander. Om det ene elektronet er i Amerika og det andre i Asia, vil elektronparet endre seg kontant som det motsatte av hverandre. Det virker som at rommet ikke har betydning i dette fenomenet. Fysikerne kaller dette\u00a0<em>entangelmentkorrelasjon<\/em> mellom to partikler for <em>wormhull<\/em>. Det forskes intens p\u00e5 dette for tiden, for det er fortsatt mye i denne delen av kvantefysikken som ikke er forst\u00e5tt. Slike elektronpar kan dannes samtidig fra energi (E=mc<sup>2<\/sup>) der to elektroner dannes med motsatt spinn slik at de i sum opphever hverandre.<\/p>\n<p>Dette kan\u00a0 brukes i kvantummaskiner. I superledere som er avkj\u00f8lt ned til det absolutte nullpunkt for \u00e5 hindre termisk st\u00f8y, kan elektroner bevege seg i begge retninger samtidig i superledere. Qubits kan da bli entangul\u00e6rt med hverandre ved hjelp av mikrob\u00f8lgepulser med gitt energi og frekvens (resonansfrekvenser) Dette kan endre tilstanden til qubitsene uten at de kollapser.<\/p>\n<p>Det er Ikke bare elektroner som kan danne entangul\u00e6rte par med hverandre. En qubit kan v\u00e6re ogs\u00e5 andre partikler og danne et entangul\u00e6rt par med et annet qubit. Endringer i det ene qubitet vil automatisk endre det andre qubitet. Dette skjer uten at det er noen form for fysisk kontakt mellom qubitene.<\/p>\n<p>Men n\u00e5r de entangul\u00e6re partikler avleses, vil hele det entangul\u00e6re systemet forstyrres og kollapse. Dette kan forklares med at to partikler som er entagulert med hverandre, har en felles b\u00f8lgefunksjon. I utgangspunktet har de hver sin b\u00f8lgefunksjon etter Scr\u00f6dingerligningen, men etter \u00e5 ha interaktivert med hverandre, f\u00e5r en felles b\u00f8lgefunksjon og er da entangulert med hverandre. N\u00e5r en av partiklene avleses, kollapser b\u00f8lgefunksjonen, og da vil begge partiklene kollapse.<\/p>\n<p>Qubits som er entangul\u00e6rt til hverandre, og dette kan skape parallellprosessering. Antall parallellprosesser som kan utf\u00f8res, dobles ikke med antall qubits som entanguleres med hverandre, men \u00f8kes med en faktor p\u00e5\u00a0 2<sup>n<\/sup>!\u00a0 I en superdatamaskin er det maksimale antall parallell-prosesser som kan utf\u00f8res, proporsjonal med antall kjerner (2n).<\/p>\n<h1>Parallellprosessering<\/h1>\n<p>En kvantummaskin utf\u00f8rer ikke de enkelte operasjoner sekvensielt, som vanlige maskiner gj\u00f8r. Den behandler flere operasjoner samtidig, parallelt i f\u00e5 trinn. Det betyr at en kvantummaskin med kun \u00e9n chip utf\u00f8rer operasjonene mye raskere enn verdens st\u00f8rste superdatamaskin. Maskinen i Kina kan erstattes med en kvantummaskin med \u00e9n prosessorchip som er i st\u00f8rrelser fra 50 qubits.<\/p>\n<p>Dersom en standardmaskin skal \u00f8ke prosessorkapasiteten sin til det dobbelte, m\u00e5 maskinparken dobles i antall enheter. I en kvantumsmaskin f\u00e5r man den samme kapasitets\u00f8kningen bare med \u00e5 \u00f8ke antall qubits med \u00e9n! Da dobles parallellkapasiteten i maskinen. Kapasitets\u00f8kningen i parallellbehandlingen i kvantumsmaskiner \u00f8kes eksponentielt med antall qubits i kjernen etter formelen 2<sup>n<\/sup> der n er antall qubits. Den samme formelen for antall parallellbehandlinger i konvensjonelle maskiner er 2n der n er antall prosessorkjerner i anlegget.<\/p>\n<p>Dersom qubit-tallet \u00f8ker til flere tusen i en kvantemaskin, vil man kunne utf\u00f8re databehandling langt ut over det som hittil har v\u00e6rt betraktet som mulig.<\/p>\n<p>Dersom vi utf\u00f8rer slike quantum gate-operasjoner p\u00e5 flere qubits, kan dette vises matematisk ved hjelp av matriseoperat\u00f8rer.<\/p>\n<p>Qubits kan v\u00e6re ulike typer objekter, men ofte brukes elektroner som informasjonsb\u00e6rer i qubits. De kan v\u00e6re laget av superledere bygget av aluminium og silikon og fungerer kun ved det absolutte nullpunkt p\u00e5 -273 grader Celsius (n\u00e6r 0 grader Kelvin).\u00a0 De inntar tilstander som kalles <em>spinns<\/em> som forteller hvilken retning elektronet er orientert, Det kan enten v\u00e6re orientert oppover (spin up) eller nedover (spin down). Hvilken tilstand av de to mulighetene som tilslutt blir lest, blir uttrykt med en sannsynlighetsfordeling.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-548 aligncenter\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-7.jpeg\" width=\"506\" height=\"275\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-7.jpeg 1081w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-7-300x163.jpeg 300w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-7-768x418.jpeg 768w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-7-1024x557.jpeg 1024w\" sizes=\"auto, (max-width: 506px) 100vw, 506px\" \/><br \/>\nDersom to qubits (elektroner) opererer samtidig, kan hver innta to ulike tilstander. I entangul\u00e6r kombinasjon kan to qubits innta 2 x 2 = 4 ulike tilstander. To qubits kan derfor innta fire parallelle operasjoner.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-549 aligncenter\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-8.jpeg\" width=\"504\" height=\"378\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-8.jpeg 728w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-8-300x225.jpeg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 504px) 100vw, 504px\" \/><\/p>\n<h1>St\u00f8y og feilproblemer<\/h1>\n<p>Ulempen med kvantummaskiner, er at de lider av store st\u00f8y- og feilrateproblemer. Siden man operer med de minste partikler som fotoner og elektroner, er de sv\u00e6rt f\u00f8lsomme for p\u00e5virkning utenfra. En av tiltakene for \u00e5 hindre slik st\u00f8y, er \u00e5 bringe den termiske st\u00f8yen ned til et minimum. Det gj\u00f8res ved \u00e5 kj\u00f8le ned systemet til det absolutte nullpunkt. Da kan man bruke superledere der elektroner kan g\u00e5 begge veier samtidig, som gjenspeiler qubitens superposisjon. Andre fysiske tiltak er \u00e5 skjerme mot all form for elektromagnetisk p\u00e5virkning ved \u00e5 skjerme utstyret.<\/p>\n<p>En metode for \u00e5 korrigere feil i qubits, er \u00e5 bruke redundans, det vil si \u00e5 kopiere informasjoner fra qubits til andre qubits. Men slik kopiering er kvantefysisk umulig. Det vil \u00f8delegge qubiten. Redundans kan oppn\u00e5s derfor p\u00e5 en annen m\u00e5te, ved \u00e5 utnytte entanguleringsegenskapen til qubitene. Flere qubiter kan v\u00e6re entangulerte med hverandre. Informasjonen er da lagret i flere qubiten som danner en gruppe. Informasjonen lagres da ikke i den enkelte qubit, men i alle qubitene i gruppen i fellesskap. En logisk qubit kan best\u00e5 av flere fysiske qubits som er entangulerte, det vil si korrelert mot hverandre. Da oppn\u00e5r man en redundans som sikrer informasjonen i qubitene. N\u00e5r en maskin har mange fysiske qubits, vil ikke det vise hvor kraftig maskinen er siden mange qubits kan danne en enkel logisk qubit som brukes i informasjonsbehandlingen. Det er antall logiske qubits som gir et bilde av slagkraften til maskinen. I tillegg vil programvare feilretter informasjonen, er ogs\u00e5 sentralt for \u00e5 sikre riktige resultater. Feilrettingsoppgaver i programvare har en sentral plass i denne sammenhengen.<\/p>\n<h1>Bruksomr\u00e5der<\/h1>\n<p>Siden disse maskinene baserer seg \u00e5 kvantefysiske prinsipper, kan de kun brukes til statistiske beregninger, slik som kvantefysikken ogs\u00e5 baserer seg p\u00e5 statistiske forhold. Maskinene \u00e5pner for en helt ny type databehandling som tidligere ikke har v\u00e6rt mulig, selv med superdatamaskiner. Man regner at en kvantemaskin med 50 logiske qubits erstatter verdens st\u00f8rste datamaskin i dag, Maskiner som skaleres ut over dette, vil l\u00f8se oppgaver som tidligere har v\u00e6rt umulig \u00e5 l\u00f8se med konvensjonelle maskiner. Bruksomr\u00e5der som nevnes, er l\u00f8sing\u00a0 og behandling av krypteringsn\u00f8kler (RSA-sertifikater), simulering for utvikling av medisiner og utforsking av kjemiske og biologiske emner, utvikling av nye materialer. I <em>maskinl\u00e6ring<\/em>, det vil si maskiner som selv er i stand til \u00e5 l\u00e6re hvordan de skal fungere, som blant annet kan brukes i autonome, selvkj\u00f8rende biler. Kvantummaskiner kan ogs\u00e5 brukes til \u00e5 l\u00f8se finansiele og milj\u00f8messige oppgaver.<\/p>\n<p>Bekymringen er at disse maskinene kan overg\u00e5 den menneskelige intelligens og hjerne og dermed erstatte mennesket. En konspirasjonshistorie er at dersom det amerikanske forsvaret styres av slike kvantummaskiner, kan maskinene finne ut at mennesket selv er statens farligste fiende. Autonome forsvarssystemer vil dermed aktiviseres for \u00e5 destruere alle mennesker, siden de oppfattes som trussel mot forsvarsmakten.<\/p>\n<h1>Mange akt\u00f8rer<\/h1>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"247\" height=\"204\" class=\"wp-image-550 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-9.jpeg\" \/>Det er mange akt\u00f8rer, b\u00e5de universitetsmilj\u00f8er og store firma, som engasjerer seg p\u00e5 dette feltet. Ledende er universiteter i USA, Canada, Storbritannia, Nederland, Danmark og Australia. Ledende kommersielle selskaper er IBM, Google, Intel, Microsoft, det kanadiske selskapet D-Wave og offentlige amerikanske organisasjoner som NASA CIA , NSA og forsvarsindustrien.<\/p>\n<h2>D-Wave<\/h2>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-551 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-10.jpeg\" width=\"199\" height=\"149\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-10.jpeg 700w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-10-300x225.jpeg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 199px) 100vw, 199px\" \/>Er et canadisk selskap som holder til i Vancouver, men stort sett med personell fra USA. Det ble dannet i 1999. De er verdens f\u00f8rste kommersielle operat\u00f8r for kvantumdatamaskiner. Blant kundene er Lockheed\u00a0Martin, Google, NASA, USC, USRA, Los Alamos National Laboratory, Oak Ridge National Laboratory, Volkswagen, og mange andre. I dag har D-Wave to kvantumdatamaskiner, hver med 512 qubits prosessorkjerner. Den brukes av NASA, Google, og en rekke andre store amerikanske bedrifter. Blant annet er det utf\u00f8rt simuleringer for F-35-flyet p\u00e5 denne maskinen. D-Wave har solgt en kvantumdatamaskin til Google og NASA.<\/p>\n<p>I 2010 introdusertes den f\u00f8rste maskinen, \u00a0D-Wave One\u2122 quantum computer.<br \/>\nI 1013 kom 12-qubit D-Wave Two\u2122 system.<br \/>\nI 2015 kom 1000+ qubit D-Wave 2X\u2122.<br \/>\nI 2017 kom D-Wave 2000Q\u2122 system med 2000 qubits.<\/p>\n<p>Det har v\u00e6rt en del diskusjon i milj\u00f8et om dette virkelig er kvantumdatamaskiner. Disse maskinene bruker mer optimaliseringsalgoritmer i sine beregninger enn \u00e5 utf\u00f8re kvantumsbehandlig slik de andre akt\u00f8rene gj\u00f8r. Det store antall qubits\u00a0 i disse maskinene kan v\u00e6re fysiske qubits der flere qubits korreleres sammen i entangulerte grupper som danner logiske qubits.<\/p>\n<p>Selskapet har tatt ut over 100 patenter.<\/p>\n<h2>Intel<\/h2>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-552 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-11.jpeg\" width=\"274\" height=\"183\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-11.jpeg 690w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-11-300x200.jpeg 300w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-11-272x182.jpeg 272w\" sizes=\"auto, (max-width: 274px) 100vw, 274px\" \/>Intel annonsert i 2018 sin 49 qubit chip<sup><a id=\"post-540-footnote-ref-3\" href=\"#post-540-footnote-3\">[3]<\/a><\/sup> etter f\u00f8rst \u00e5 ha introdusert en 17-bit chip to m\u00e5neder tidligere.<\/p>\n<p>Intel har ogs\u00e5 forsket p\u00e5 spinn elektron qubits som alternativ til superledende qubits. Det har et\u00a0 st\u00f8rre skaleringspotensiale.<\/p>\n<p>Intel har ogs\u00e5 utviklet en nevromorf chip, som bygger p\u00e5 de samme prinsipper som hjernen er bygget opp av. De kan brukes i smarte overv\u00e5kningskamera og selvg\u00e5ende biler.<sup><a id=\"post-540-footnote-ref-4\" href=\"#post-540-footnote-4\">[4]<\/a><\/sup><\/p>\n<h2>Microsoft<\/h2>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-553 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-12.jpeg\" width=\"299\" height=\"357\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-12.jpeg 636w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-12-251x300.jpeg 251w\" sizes=\"auto, (max-width: 299px) 100vw, 299px\" \/>Microsoft satser p\u00e5 sin egen topologisk-utviklede qubits som de mener er markedets mest stabile og feilfrie qubits<sup><a id=\"post-540-footnote-ref-5\" href=\"#post-540-footnote-5\">[5]<\/a>\u00a0<\/sup>\u00a0siden de er mindre f\u00f8lsomme for st\u00f8y. Den baserer seg p\u00e5 Michael Freedmans matematiske modeller for matematisk topologiteori.\u00a0 Dette er metoder for \u00e5 omdanne et objekt ved hjelp av et sett funksjoner uten at informasjonsverdien tapes.\u00a0 Dette er utgangspunktet for utviklingen av topologiske qubits som Microsoft hevder er mer robuste, feilfrie og skalerbare enn konkurrerende l\u00f8sninger, blant annet ved at logiske qubits best\u00e5r av f\u00e6rre fysiske qubits. Microsoft knytter dette arbeidet sammen med utvikling av spesialtilpasset programvare for kvantumsmaskiner.<\/p>\n<p>Microsoft tilbyr et utviklingsverkt\u00f8y<sup><a id=\"post-540-footnote-ref-6\" href=\"#post-540-footnote-6\">[6]<\/a><\/sup>, Quantum Development\u00a0Kit (QDK). Dette kan brukes p\u00e5 Windows10, Linux og MaxOS ved hjelp av programspr\u00e5ket Q#, som bruker Visual Studio som plattform. Programmene krever nesten 30GB diskplass for programmene og m\u00e5 kj\u00f8res p\u00e5 64bits maskiner. Her kan man lage qubits-programmer som kan simuleres p\u00e5 standardmaskiner og som ogs\u00e5 kan kj\u00f8res p\u00e5 kvantumsmaskiner senere n\u00e5r de blir tilgjengelige.<\/p>\n<p>Microsoft samarbeider mer milj\u00f8er i USA (Redmond, Santa Barbara, Lafayette), K\u00f8benhavn, Nederland (Delft) og Sydney.<\/p>\n<h2>IBM<\/h2>\n<h2><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-554 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-13.jpeg\" width=\"238\" height=\"174\" \/><\/h2>\n<p>IBM bruker superledende transmon qubits<sup><a id=\"post-540-footnote-ref-7\" href=\"#post-540-footnote-7\">[7]<\/a><\/sup>. Brukere kan f\u00e5 tilgang til en 5-qubits maskin gjennom IBM Cloud ved hjelp av et Python brukersnitt (API) og et programutviklingssnitt (SDK) for \u00e5 eksperimentere med kvantummaskiner<sup><a id=\"post-540-footnote-ref-8\" href=\"#post-540-footnote-8\">[8]<\/a><\/sup>. I 2017 ble det ogs\u00e5 mulig \u00e5 bruke en 16-qubits maskin.<\/p>\n<h2><\/h2>\n<h2>Google<\/h2>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-555 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-14.jpeg\" width=\"339\" height=\"191\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-14.jpeg 636w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/word-image-14-300x169.jpeg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 339px) 100vw, 339px\" \/>I mars 2018 annonserte Google<sup><a id=\"post-540-footnote-ref-9\" href=\"#post-540-footnote-9\">[9]<\/a><\/sup> at de har en 72 bits kvantemaskin-chip. Men Google sier at de trenger mer testing f\u00f8r den kan brukes. Google har et \u00e5penbart behov for \u00e5 behandle store datamengder, der en kvantummaskin kan gj\u00f8re en god nytte, men forel\u00f8pig er maskinen brukt kun til forskning og utvikling.<br \/>\nGoogle har kj\u00f8pt en maskin fra D-Wave.<\/p>\n<h2>Rigetti<\/h2>\n<p><a href=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/last-ned.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-576 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/last-ned.jpg\" alt=\"\" width=\"299\" height=\"168\" \/><\/a>Dette firmaet ble dannet i 2013 av\u00a0\u00a0Chad Rigetti, en fysiker som arbeidet opprinnelig hos IBM. Det er California-basert og lager qubits chips med tilh\u00f8rende utviklingsmilj\u00f8. Selskapet tilbyr tilgang til en 36 bits kvantumsmaskin gjennom skyen Forest der utviklere kan bruke programmeringsspr\u00e5ket Quil.<sup><a id=\"post-540-footnote-ref-10\" href=\"#post-540-footnote-10\">[10]<\/a><\/sup><\/p>\n<h2 id=\"firstHeading\" class=\"firstHeading\" lang=\"en\">University of New South Wales (UNSW) Australia<\/h2>\n<p><a href=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/logo-1.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-579 alignleft\" src=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/logo-1-300x127.png\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"127\" srcset=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/logo-1-300x127.png 300w, http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2018\/05\/logo-1.png 330w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a>UNSW-ingeni\u00f8rer har utviklet en helt ny arkitektur for kvantedatabehandling basert p\u00e5 hva de kaller &laquo;flip-flop qubits&raquo; som lover \u00e5 gj\u00f8re den endelige storskala produksjonen av kvantemaskiner mye billigere og enklere. De baserer seg p\u00e5 \u00e5 injisere fosforatomer i silisium-materiale som interaktiviserer med elektroner som kan utf\u00f8re kvantedata-behandling . Dette \u00e5pner for en letter skalering av qubits i kvantedatamaskiner, basert p\u00e5 silisum-teknologi som allerede benyttes i datamaskiner. Sentralt i dette arbeidet er professor Michelle Simmons. De har ogs\u00e5 forsket mye p\u00e5 foton-qubits.\u00a0<sup><a id=\"post-540-footnote-ref-11\" href=\"#post-540-footnote-11\">[11]<\/a><\/sup><\/p>\n<p>[ctp_print]<\/p>\n<p>Referanser:<\/p>\n<ol>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ol>\n<li id=\"post-540-footnote-1\"><a href=\"http:\/\/bbc.com\/news\/technology-36575947\">http:\/\/bbc.com\/news\/technology-36575947<\/a> <a href=\"#post-540-footnote-ref-1\">\u2191<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n<ol>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ol>\n<li id=\"post-540-footnote-2\"><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Quantum_entanglement\">https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Quantum_entanglement<\/a> <a href=\"#post-540-footnote-ref-2\">\u2191<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n<ol>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ol>\n<li id=\"post-540-footnote-3\"><a href=\"https:\/\/newsroom.intel.com\/news\/future-quantum-computing-counted-qubits\/\">https:\/\/newsroom.intel.com\/news\/future-quantum-computing-counted-qubits\/<\/a> <a href=\"#post-540-footnote-ref-3\">\u2191<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n<ol>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ol>\n<li id=\"post-540-footnote-4\"><a href=\"https:\/\/newsroom.intel.com\/news\/intel-advances-quantum-neuromorphic-computing-research\/\">https:\/\/newsroom.intel.com\/news\/intel-advances-quantum-neuromorphic-computing-research\/<\/a> <a href=\"#post-540-footnote-ref-4\">\u2191<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n<ol>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ol>\n<li id=\"post-540-footnote-5\"><a href=\"https:\/\/microsoft.com\/en-us\/quantum\/\">https:\/\/microsoft.com\/en-us\/quantum\/<\/a> <a href=\"#post-540-footnote-ref-5\">\u2191<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n<ol>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ol>\n<li id=\"post-540-footnote-6\"><a href=\"https:\/\/marketplace.visualstudio.com\/items?itemName=quantum.DevKit\">https:\/\/marketplace.visualstudio.com\/items?itemName=quantum.DevKit<\/a> <a href=\"#post-540-footnote-ref-6\">\u2191<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n<ol>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ol>\n<li id=\"post-540-footnote-7\"><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/IBM_Quantum_Experience\">https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/IBM_Quantum_Experience<\/a> <a href=\"#post-540-footnote-ref-7\">\u2191<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n<ol>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ol>\n<li id=\"post-540-footnote-8\"><a href=\"https:\/\/quantumexperience.ng.bluemix.net\/qx\/experience\">https:\/\/quantumexperience.ng.bluemix.net\/qx\/experience<\/a> <a href=\"#post-540-footnote-ref-8\">\u2191<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n<ol>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ol>\n<li id=\"post-540-footnote-9\"><a href=\"https:\/\/technologyreview.com\/s\/610274\/google-thinks-its-close-to-quantum-supremacy-heres-what-that-really-means\/\">https:\/\/technologyreview.com\/s\/610274\/google-thinks-its-close-to-quantum-supremacy-heres-what-that-really-means\/<\/a> <a href=\"#post-540-footnote-ref-9\">\u2191<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n<ol>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ol>\n<li id=\"post-540-footnote-10\"><a href=\"https:\/\/rigetti.com\/\">https:\/\/rigetti.com\/<\/a>\u00a0\u00a0<a href=\"#post-540-footnote-ref-9\">\u2191<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n<ol>\n<li id=\"post-540-footnote-11\">&gt;<a href=\"https:\/\/youtube.com\/watch?v=QpLeWXEGiUc\">https:\/\/youtube.com\/watch?v=QpLeWXEGiUc<\/a>\u00a0 ,<br \/>\nhttps:\/\/youtube.com\/watch?v=9blfVmrfruE&amp;t=7s ,<br \/>\n<a href=\"http:\/\/cqc2t.org\/\">http:\/\/cqc2t.org\/<\/a>\u00a0<a href=\"#post-540-footnote-ref-9\">\u2191<\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/youtube.com\/watch?v=CeuIop_j2bI\">https:\/\/utube.com\/watch?v=CeuIop_j2bI\u00a0<\/a><\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>En kvantumdatamaskin med \u00e9n chip erstatter verdens st\u00f8rste datamaskin med 3.1 millioner prosessorkjerner En ny generasjon datamaskiner, basert p\u00e5 kvantefysikk, er i ferd med \u00e5 bli realisert i ulike forskningsmilj\u00f8. Dette regnes som en helt ny revolusjon for informasjonsbehandling og &hellip; <a href=\"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/?p=540\">Les videre <span class=\"meta-nav\">&rarr;<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[2,22,7],"tags":[],"class_list":["post-540","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-samfunn-og-politikk","category-teknologi","category-vitenskap"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/540","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=540"}],"version-history":[{"count":27,"href":"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/540\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1474,"href":"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/540\/revisions\/1474"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=540"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=540"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/skule.sormo.net\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=540"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}