Computere blev engang tænkt på som teknologier, der kun var tilgængelige for forskere og uddannede fagfolk. Men der var et seismisk skift i computerhistorien i anden halvdel af 1970'erne. Bilerne er ikke kun blevet meget mindre og mere kraftfulde. De blev tilgængelige for alle til brug i deres eget hjem.
Om kvanteberegning
Kvanteberegning er i sin spædbarn i dag. De inkluderer nogle af de mest overvældende koncepter fra fysik fra det 20. århundrede. I USA eksperimenterer Google, IBM og NASA og bygger de første kvantecomputere. Kina investerer også aktivt i disse teknologier.
Tror du, at der vil være et lignende skift mod kvantecomputering, når entusiaster kan lege med kvantecomputere fra deres hjem? Dette vil ske meget tidligere, end de fleste tror.
Forøgelse af personlige computere
Salgsfremmende video:
De første computere blev oprettet i 1950'erne. De var store, ofte upålidelige og ikke særlig magtfulde efter dagens standarder. De var designet til at tackle globale udfordringer såsom udvikling af den første brintbombe.
I 1964 skrev John Kemeny og Thomas Kurtz det BASIC-sprog. Deres mål var at skabe et simpelt programmeringssprog, der ville være let at lære og give enhver mulighed for at bruge det. Som et resultat er programmering ophørt med at være udelukkende for højt kvalificerede forskere. Alle kunne lære dette, hvis de ville.
Dette skift i computing fortsatte, da de første hjemmecomputere dukkede op i slutningen af 1970'erne. Hobbyister kunne nu købe deres egen computer og programmere den derhjemme. Forældre og børn kunne studere sammen. Disse tidlige computere var ikke meget magtfulde, og du kunne gøre en begrænset mængde ting med dem, men de var ekstremt entusiastiske.
Da folk legede med deres biler, indså de, at de havde brug for flere funktioner og mere strøm. Grundlæggerne af Microsoft og Apple indså, at hjemmecomputeren havde en enorm fremtid.
Næsten hver amerikaner har nu en bærbar computer, tablet eller smartphone - eller alle tre. De bruger en masse tid på sociale medier, e-handel og internetsøgning.
Ingen af disse aktiviteter eksisterede i 1950'erne. Ingen på det tidspunkt kunne tænke på sådan en ting. Det var tilgængeligheden af et nyt værktøj, computeren, der førte til deres udvikling.
Indtast kvantum
Klassiske beregninger, ligesom computeren i dit hjem, er baseret på menneskelige beregninger. Maskinen opdeler al beregning i deres basale dele: de binære cifre 0 og 1. Vores computere bruger i dag bits fra binære cifre - fordi de er lette at implementere med kontakter, der enten er tændt eller slukket.
Kvanteberegning er baseret på, hvordan universet beregner. Det indeholder al den klassiske beregning, men den indeholder også flere nye koncepter, der er kommet fra kvantefysik.
I stedet for bit har kvanteberegning qubits. Imidlertid er resultatet af kvanteberegning nøjagtigt det samme som i klassisk computing: antallet af bit.
Forskellen er, at under denne proces kan computeren manipulere qubits ved hjælp af bits. Det kan sætte qubits i en superposition af stater og sammenfiltrere dem.
Hvad betyder det?
Både superposition og sammenfiltring er begreber i kvantemekanik, som de fleste ikke kender. Superposition betyder groft, at en qubit kan være en kombination af enten 0 eller 1. Forvikling betyder korrelation mellem qubits. Når et af et par sammenfiltrede qubits måles, viser det straks, hvilken værdi du får, når du måler dens partner. Dette kaldte Einstein "uhyggelig handling på afstand".
Den matematik, der kræves for fuldt ud at beskrive kvantemekanik, er skræmmende, og denne baggrund kræves for at designe og opbygge en kvantecomputer. Men den matematik, der er nødvendig for at forstå kvanteberegning og for at komme i gang med at designe kvantekredsløb er meget enklere: algebra i gymnasiet er i det væsentlige det eneste krav.
Kvanteberegning og dig
Kvantecomputere er lige ved at komme i gang. Det er store maskiner, der er upålidelige og endnu ikke meget kraftige.
Hvad skal de bruges til? Kvanteberegning har vigtige anvendelser inden for kryptografi. I 1994 viste MIT-matematikeren Peter Shore, at hvis kvantecomputere blev bygget, kunne de bryde moderne krypteringsmetoder på Internettet. Dette ansporede til oprettelsen af nye måder at kryptere data, der kunne modstå kvanteangreb, og indlede en æra med post-kvante kryptografi.
Det ser ud til, at kvanteberegning sandsynligvis vil have en stor indflydelse på kemi. Der er visse reaktioner, som er vanskelige for klassiske computere at simulere. Kemikerne håber, at kvantecomputere vil være effektive til at simulere disse fænomener.
Men vi tror ikke, det er fornuftigt at spekulere i, hvad de fleste vil gøre med kvantecomputere om 50 år. Hvornår bliver kvanteberegning noget, som alle kan bruge i deres hjem?
Svaret er, at dette allerede er muligt. I 2016 tilføjede IBM en lille kvantecomputer til skyen. Enhver med en internetforbindelse kan designe og køre deres egne kvante kredsløb på denne computer. Et kvantekredsløb er en sekvens af grundlæggende trin, der udfører en beregning.
IBM-kvantecomputeren er ikke kun gratis at bruge, men har også en enkel grafisk grænseflade. Det er en lille, ikke særlig kraftig maskine, der ligner de første hjemmecomputere, men hobbyister kan allerede begynde at spille. Skiftet er begyndt.
Konklusion
Mennesker går ind i en æra, hvor det er let at lære og eksperimentere med kvanteberegning. Som med de første hjemmecomputere kan det være uklart, at der er problemer, der skal løses med kvantecomputere, men når folk spiller, tror jeg, at de sandsynligvis finder ud af, at de har brug for mere strøm og flere funktioner. Dette åbner vejen for nye applikationer, som vi endnu ikke er klar over.
Forfatter: Angelina Simakova
Og nu tilbyder vi at læse en alternativ visning af kvantecomputere: "Kvantecomputer? Ikke i dag! Ikke i morgen! Aldrig …?"
