Foto: Google

Google hevder kvantesprang

Sycamore-kvantedatamaskin med 70 qubits utfører momentant regneoperasjoner som tar 47 år med verdens kraftigste supercomputer. 

Arno Vaa
Publisert Sist oppdatert

Kvante-datamaskiner, som både høres kryptiske ut og ser forbløffende ut (se video under), har nettopp gjort et "kvante-sprang" (kremt), ifølge Google. Det påstås at man har nådd "kvante-overlegenhet" - mer om dette senere. 

Kryptoanalytisk relevant kvantedatamaskin

Men først:

Geir Arild Engh-Hellesvik, avdelingsdirektør i NSM, skrev et innlegg på DN for litt siden, med påstanden om at Norge er  klare for "kvanteapokalypsen".

Det er gode nyheter, for ut ifra en hypotese om at en såkalt kryptoanalytisk relevant kvantedatamaskin blir tilgjengelig rundt år 2030 så vil dagens passordregime og RSA-kryptering på nett ha utspilt sin rolle. 

Denne typen kryptering benytter seg av produkter av store primtall som sikre nøkler, og faktorisering av slike tall er ingen enkel oppgave selv for de raskeste superdatamaskinene. Men i 1994 utviklet amerikaneren Peter Shor en kvante-algoritme som kan gjøre nettopp dette på et blunk - og da var racet igang for å utvikle en kvantemaskin som kunne løse denne oppgaven i den virkelige verden.

Fotoner, ioner, atomer: 70 qubits

Det er flere måter å konstruere kvante-datamaskiner på, og disse opererer gjerne på det atomiske nivået ved å manipulere fotoner, ioner eller også atomer. Men på det kvantemekaniske nivået blir den fysiske verdenen usikker, og resultatene påvirkes av observasjonene. Mye av det pågående arbeidet foregår ved å prøve å eliminere feilkilder når de ulike, kortvarige kvante-tilstandene kollapser og introduserer usikkerhet i systemet. 

IBM beviste i en tidlig kvantemaskin at Shors algoritme faktisk fungerer, og resultatet som kom ut av kalkulasjonen viste at tallet 15 kunne faktoriseres til 5 x 3. Ikke så veldig imponerende, kanskje, men milpælen var selvfølgelig beviset på at algoritmen i seg selv faktisk fungerte. 

Google, på sin side, er ett av selskapene som satser stort på kvante-datamaskiner med sin Sycamore-kvantebrikke. Nylig kunngjorde selskapet at de med en maskin som består av 70 qubits, kvantemaskinenes svar på de binære datamaskiners logiske 0- og 1-tall, hadde oppnådd "kvante-overlegenhet", der man tidligere hadde pekt på "kvante-fordel". 

Den forrige maskinen besto av 53 qubits, nedkjølt til bortimot 0 grader Kelvin, og ytelsen øker eksponensielt for hver qubit som introduseres. Det betyr at årets maskin er 241 millioner ganger raskere enn 2019-utgaven. 

Og overlegenheten ble, etter Googles utsagn, bevist ved beregninger som denne typen maskin kan gjøre raskere enn enn ordinær super-computer - med andre ord en praktisk anvendelse og ikke kun en akademisk eksersis. 

47 år for Frontier-supercomputeren

Google hevder at den nye Sycamore-maskinen med 70 qubits utførte regneoperasjoner som Frontier, verdens ledende super-datamskin, ville bruke 47.2 år på.  IBM har tidligere vært uttalt skeptiske til Googles utsagn, med påstander om at ytelsen til konvensjonelle super-datamaskiner undervurderes i denne sammenlikningen.

Men året 2030 er ikke langt unna, og dersom RSA-kryptering og dess like står for fall så er neppe passordet til Netflix-kontoen den største bekymringen.

Fordypningsmateriale

Det er utenfor denne artikkelens scope å forklare hvordan kvante-datamaskinene fungerer, men det listes herved opp en rekke artikler og videoer for de som ønsker en innføring:

macworld kvantedatamaskiner google