Kvantedatamaskinene er ennå en eksperimentell teknologi, men flere av de store aktørene har urokkelig tro på den og satser betydelige midler på videreutvikling av teknologien. Blant disse er Microsoft, som har kommet med en viktig kunngjøring.
På sine offisielle nettsider hevder Microsoft at de nå har nådd en stor milepæl i utviklingen av intet mindre enn en kvante-superdatamaskin.
Ny qubit-teknologi
Den betydningsfulle milepælen består i at Microsoft har konstruert en ny type qubit – informasjonsenheten som brukes i kvantedatamaskiner – som skal være mye mer stabil og pålitelig enn andre tilnærminger.
Den nye typen qubit som Microsoft har utviklet, er basert på såkalte Majorana-partikler. Dette er en type kvantefysisk partikkel som forskere lenge har ment er velegnet til kvantedatamaskiner, fordi de har en unik form for beskyttelse mot ekstern støy og forstyrrelser – kalt «topologisk» beskyttelse.
Denne egenskapen innebærer at kvanteinformasjonen som er kodet i partiklene, er mindre utsatt for feil og unøyaktigheter – noe som er hovedutfordringen med kvanteteknologien.
Microsofts gjennombrudd består i å generere og kontrollere Majorana-kvasipartikler, som igjen legger til rette for det selskapet kaller maskinvarebeskyttede qubiter, som skal være både stabile og pålitelige. Dette baner vei for effektiv oppskalering av kvanteteknologien og representerer det første skrittet mot det selskapet kaller en kvante-superdatamaskin.
Kompakte og raske
De tekniske detaljene rundt Microsofts nye tilnærming beskrives i et eget forskningsdokument.
De nye qubitene som kan konstrueres med den nye tilnærmingen, vil ifølge Microsoft være så små at man har plass til én million av dem på samme areal som smartbrikken man finner på kredittkort, og de vil også by på svært høy ytelse.
Selskapet sier qubitene vil kunne utføre operasjoner på under ett mikrosekund, noe som innebærer at tiden det tar å løse problemer, vil kunne reduseres dramatisk. I tillegg er qubitene enkle å kontrollere ved hjelp av digitale spenningspulser. Det skal gjøre det mulig å forhindre en høy feilfrekvens selv i systemer med flere millioner qubiter.
Samtidig med kunngjøringen av det nye gjennombruddet har Microsoft også lansert et nytt ytelsesmål som selskapet mener er nødvendig for å forstå den reelle ytelsen til en fremtidig kvante-superdatamaskin.
Pålitelige kvanteoperasjoner per sekund
Den nye måleenheten kalles «RQOPS», som oversatt til norsk står for «pålitelige kvanteoperasjoner per sekund». Denne måten å måle på tar i betraktning den fulle ytelsen til systemet, i stedet for kun qubit-ytelsen.
MIcrosoft hevder at dagens kvantedatamaskiner opererer med en RQOPS-ytelse på null, siden støy og ukontrollerbare qubiter er en integrert del av dagens kvanteteknologi.
Den første kvante-superdatamaskinen vil måtte levere minst én million RQOPS-er. Da kan den blant annet simulere enkle modeller. Den vil måtte skalere opp til mer enn én milliard RQOPS-er for å kunne løse de mest utfordrende problemene innen kjemi og materialvitenskap, skriver Microsoft. Med andre ord er det et stykke igjen.
Flere detaljer om arbeidet kan man finne på nettsidene til Microsoft Azure Quantum.
Kvantedatamaskin slo superdatamaskin: – Vi går nå inn i en ny æra for kvantedatamaskiner
