Sådan certificeres en kvantecomputer

Kvantecomputere udvikles af teams, der arbejder ikke kun på universiteter, men også hos Google, IBM, Microsoft og D-Wave, et opstartsfirma. Og tingene udvikler sig hurtigt, siger Nicolas Sangouard, SNSF -professor ved universitetet i Basel. "Højst om et par år, Jeg forventer, at kvantecomputers computerkraft overgår betydeligt computerkraften på almindelige computere. Vi kalder det 'kvanteoverherredømme' ".

Sangouard og hans kolleger viste for nylig, hvordan man kontrollerer, at disse computere er egnede til formålet. For de er ikke bare kraftfulde, men også meget sarte:nogle opererer ved ekstreme temperaturer helt ned til 270 grader under nul. Forskernes tilgang gør dem i stand til at certificere alle komponenterne i en kvantecomputer- fra kort- og langtidshukommelse, til informationsbehandlere, til de omformere, der kræves for at forbinde computeren til et sikkert kvantekommunikationsnetværk. Protokollen giver en ekstra fordel:den bruger kun de komponenter, der allerede er i computeren, dermed undgår behovet for yderligere enheder. I princippet, protokollen fungerer med enhver form for kvantecomputer, uanset teknologien bag.

En maskine, der tester sig selv

"Kvantecomputernes magt er det, der gør dem vanskelige at certificere, "siger Sangouard." Selv de hurtigste almindelige computere er for langsomme til at kontrollere beregningerne foretaget af sådanne enheder. "Desuden er kvantecomputere vil i sidste ende være i stand til at kommunikere sikkert med hinanden gennem et dedikeret kvantekommunikationsnetværk. Så det er vigtigt at sikre, at de ikke er et svagt led, siger Sangouard.

Derfor har forskerholdet udviklet en helt kvantecertificeringsmetode, der bruger computerens egne byggesten. "Vi blev inspireret af Bell -test, som blev udtænkt af en fysiker, der arbejdede på CERN i 1960'erne, "siger Sangouard." Normalt, disse test bruges til at kontrollere, om partikler opfører sig i henhold til kvantumregler. Vi ændrede testene, så de kunne kontrollere funktionen af ​​de forskellige komponenter i en kvantecomputer. Fordi en sådan enhed dybest set er i stand til at udføre testene, vores procedure er meget enkel at konfigurere og kræver ingen særlige færdigheder. "

"Det der foranledigede projektet var en seminarforedrag af en videnskabsmand inviteret til universitetet i Basel, "siger Sangouard." Foredraget omhandlede et kompliceret aspekt af kvantefysik, men vi blev motiveret til at oversætte det til en nyttig metode til kvantecomputere. For mig, Det er et perfekt eksempel på, hvordan en konference ikke bare er et middel til at lære på en passiv måde, men også giver betydelige muligheder for at innovere. "