PROSAbladet maj 2006

klassiske fysiske love ikke gælder. I kvantefysikken
er determinismen væk (determinisme
er læren om, at fremtidige begivenheder er
bestemt ud fra starttilstanden, red.). Man
taler i stedet om, at elementarpartikler med
en vis sandsynlighed befi nder sig i en given
tilstand, forklarer han.
Datalogien på glatis
Allerede her er vi på gyngende grund, fordi
en qubit ikke kun kan være enten 0 eller
1, men begge dele på en gang, dvs. være i
en blandingstilstand. Det paradoks er ofte
populært betegnet som Schrödingers kat,
som både kan være levende og død på én
gang. Schrödinger er en af kvantemekanikkens
fædre.
Det sætter jo de sidste 50-60 års datalogi
med skarpt defi nerede begreber og programmer
på en hård prøve – eller helt ud
på glatis. Men måske kan den irregulære
eller mere rodede tilgang til klart defi nerede
moduler, interfaces og elementer i datalogien
åbne for nye veje til at skabe programmer,
der efterligner naturens metoder til at
tilpasse sig og af sig selv fi nde nye veje og
nye løsninger.
– Et eksempel er Grover-teknikken, der
er en helt anden søgeteknik end den, vi
kender i dag. Klassiske algoritmer, der leder
efter indholdet i en række skuffer, er
nødt til at trække skufferne ud en for en,
og måske er vi nødt til at trække samtlige
skuffer ud for at fi nde det, vi leder efter. En
kvantealgoritme kan hive i fl ere skuffer på
en gang, og det gør en krasbørstig forskel,
siger Ivan Damgård.
Endnu er der ikke egentlige forsøg på
at udvikle programmeringssprog til kvantecomputere,
og det er også en anderledes
matematik, der ligger til grund.
– Den er til gengæld ganske velbeskrevet,
og man kan allerede i dag designe og
prøve algoritmerne i lille skala. Vi har også
beskrevet kvantekredsløb ganske godt, ligesom
de kendte elektroniske kredsløb. Så vi
er godt forberedt, når hardwaren falder på
plads, siger Ivan Damgård, der ligesom sin
kollega på DTU vurderer, at vi stadig er i
„før-transistor-alderen”.
Kvantecomputere regner forkert
– Der er astronomisk langt til det, vi kender
inden for den elektroniske computer. Men
man skal passe på med at være afvisende.
Det kan komme pludseligt, vurderer Ivan
Damgård.
Udover problemerne med at skabe qubits,
der har to niveauer, er stabile og ikke sarte
over for vekselvirkning med omgivelserne,
så er den næste store udfordring at kæde
qubits sammen, så de i fællesskab kan ud-
– Jeg tror ikke, at det vil blive et take-over af den klassiske computer, når vi har udviklet en
fungerende kvantecomputer. Det bliver ikke en pc, men et værktøj til specielle opgaver. Men
den kommer, og skal vi være på den sikre side, så vil jeg tippe, at det bliver om 15 til 20 år,
siger ph.d., dr. Scient., professor Jørn M. Hvam fra DTU. Foto: Claus Thorhauge
gøre en regneenhed. I dag er forskerne oppe
på at kæde fi re til seks qubits sammen. Og
hver gang der kommer en qubit mere på,
mangedobles kapaciteten.
– Det betyder, at kvantecomputeren meget
hurtigere bliver kraftig, fordi hver logisk
port man kan koble på, får kapaciteten
til at vokse med en potens på to eller tre.
Det er drømmen at realisere det element i
praksis, siger Jørn Hvam og henviser til, at
kapaciteten i den klassiske computer vokser
mere moderat, nemlig logaritmisk for hver
ekstra logiske enhed, der kobles på.
Både hardwaremanden, professor Jørn
Hvam fra DTU, og softwaremanden, professor
Ivan Damgård fra AU, er enige om,
at man skal have omkring hundrede qubits
til at arbejde sammen, før det for alvor giver
mening at tale om en kvantecomputer.
– Information går tabt i en kvantecomputer.
Derfor skal der være en vis redundans,
så systemet kan korrigere for de uundgåelige
fejl, der vil opstå, forklarer Jørn Hvam.
Kvantecomputeren spinner
De mest lovende eksperimenter er de såkaldte
spintronics-computere. De går ud på
at udnytte en egenskab ved elektronerne og
neutronerne i en atomkerne, der kaldes spin.
Forenklet sagt kan man sige, at elektroner
drejer sig om sig selv, de spinner, mens de
roterer om kernen.
– Det er groft sagt, fordi spin-karakteristikken
ikke fi ndes i de klassiske, fysiske
love, understreger Jørn Hvam.
Mange elementarpartikler, heriblandt
20 PROSAbladet nr. 5 2006