Toppen! Nu Àr du prenumerant pÄ Warp News
HÀrligt! Genomför ditt köp i kassan för full tillgÄng till Warp News
Varmt vÀlkommen tillbaka! Du Àr nu inloggad.
Tack! Kolla din inkorg för att aktivera ditt konto.
Klart! Din faktureringsinformation Àr nu uppdaterad.
Uppdateringen av faktureringsinformationen misslyckades.
💡 Kvantdatorerna Ă€r hĂ€r – sĂ„ förĂ€ndrar de hela vĂ„r vĂ€rld

💡 Kvantdatorerna Ă€r hĂ€r – sĂ„ förĂ€ndrar de hela vĂ„r vĂ€rld

Fabriker som lÀr sig att bygga sig sjÀlva. Det hÀr Àr bara ett av mÄnga otroliga möjligheter som kvantdatorer öppnar upp för. HÀng med pÄ en resa in i superpositionens vÀrld.

Magnus Aschan
Magnus Aschan

Du har sĂ€kert hört talas om kvantdatorer. Men vad Ă€r det egentligen? Är det science fiction eller finns de redan och hur fungerar de?

De hÀr och mÄnga andra frÄgor var nÄgot som Andrew Fursman, VD pÄ 1Qbit och World Economic Forum Technology Pioneer, spred ljus över nÀr han gÀstade SingularityU Nordic Summit i Stockholm.

Kanadensiska 1Qbits mission Àr att bidra med avancerad maskinvara för industrins problem förklarar Andrew Fursman frÄn scen.

– Vi försöker hitta vĂ€rldens mest utmanande berĂ€kningsproblem och koppla dem mot vĂ€rldens mest avancerade berĂ€kningsplattformar.

Hög tid att lÀra oss om kvantdatorer

Han menar att det Àr hög tid att fler av oss lÀr oss om kvantdatorer. Tekniken Àr nu inne i en mycket expansiv fas.

– MĂ„nga lĂ€gger mycket pengar pĂ„ att se till att det hĂ€r ingĂ„r i er framtid. Microsoft Ă€r ett av de företag som stĂ„tt i frĂ€msta ledet och utvecklat egna maskiner.

Utöver Microsoft Àr gigantiska aktörer som Intel, IBM och Google mycket aktiva inom kvantdatorer, men det sker inte bara i Nordamerika. Kinesiska Baidu, Alibaba och Tencent utvecklar ocksÄ datorer som drivs av kvant-information. Det Àr inte heller enbart företag som investerar och forskar, regeringar jorden runt lÀgger pengar pÄ det hÀr.

– Kinesiska staten har investerat över tio miljarder dollar pĂ„ ett forskningscenter för kvantinformation. Men Kina Ă€r inte ensamt, det hĂ€r hĂ€nder över hela vĂ€rlden. Det pĂ„gĂ„r ett intressant arbete i Storbritannien, NederlĂ€nderna har varit vĂ€ldigt aktiva inom det hĂ€r omrĂ„det och Europeiska kommissionen har investerat en miljard dollar.

Problemen klassiska datorer inte kan lösa

Det hÀr pÄgÄr alltsÄ just nu och den stora frÄgan Àr varför intresset Àr sÄ stort?

– En av 1Qbits kunder Ă€r Dow Dupont, en av vĂ€rldens ledande tillverkare av avancerade material och kemikalier. Om man tog en forskare frĂ„n 70-talet och slĂ€ppte ner henne i ett av dagens laboratorier sĂ„ skulle de kĂ€nna igen nĂ€stan allt. Det Ă€r faktiskt anmĂ€rkningsvĂ€rt eftersom i stort sett resten av vĂ€rlden har tagit stora sprĂ„ng framĂ„t, sĂ€ger Andrew Fursman.

“Faktum Ă€r att alla Googles servrar tillsammans inte Ă€r kapabla att komma fram till den bĂ€sta lösningen pĂ„ de hĂ€r optimeringsproblemen”

SÄ varför finns det vissa typer av problem, som inom kemi och optimering, som inte gÄr att omvandla till datorprogram pÄ samma sÀtt som vi sett inom sÄ mÄnga andra industrier?

Detta trots att vi har haft en enorm ökning i berÀkningskapacitet ser Àven de allra största att de har vissa problem de helt enkelt inte kan lösa med klassiska datorer.

“Faktum Ă€r att alla Googles servrar tillsammans inte Ă€r kapabla att komma fram till den bĂ€sta lösningen pĂ„ de hĂ€r optimeringsproblemen”, Ă€r ett kĂ€nt citat frĂ„n Hartmut Neven, chefsingenjör och chef pĂ„ Quantum Artificial Intelligence Laboratory hos Google.

All Googles serverkraft Àr alltsÄ inte ens i nÀrheten av att lösa de hÀr problemen. Det i sig Àr faktiskt helt otroligt eftersom ett företag som Google har tillgÄng till helt enorma berÀkningsresurser.

Ett nytt berÀkningsparadigm

Men de datorer de anvÀnder utför bara mer av samma typer av berÀkningar som vi sysslat med i 70 Är, menar Andrew Fursman.

– Ni vet sĂ€kert att att det i grunden bara handlar om system med enkla logiska grindar. I princip Ă€r det fyra olika typer som anvĂ€nds; AND, OR, NAND och NOR.

Detta Àr alltsÄ grunden för alla datorberÀkningar. All tillvÀxt vi har sett inom berÀkning under de moderna datorernas historia har inneburit att vi gjort allt bÀttre, snabbare, mindre och billigare. Men det har fortfarande baserats pÄ de hÀr grindarna.

Om jag vill simulera koffeinmolekylen, och göra det noggrant, med en vanlig dator mÄste vi bygga ett digitalt minne som anvÀnder 10 procent av hela jordens materia.

Om vi tÀnker pÄ det som hÀnder nu börjar vi nÀrma oss en punkt dÄ de enskilda komponenterna i maskinerna Àr sÄ smÄ att nÀsta generation kommer att ha samma bredd som DNA.

Det börjar med andra ord bli svÄrt att krympa komponenterna Ànnu mer för att försöka förbÀttra prestanda och kapacitet den vÀgen. MÄnga anser att vi dÀrför behöver ett nytt berÀkningsparadigm. Men Àven om det Àr sant sÄ ligger det mycket mer bakom.

– Om jag vill simulera koffeinmolekylen, och göra det noggrant, med en vanlig dator mĂ„ste vi bygga ett digitalt minne som anvĂ€nder 10 procent av hela jordens materia. Jag kan tala om för er att det Ă€r otroligt ineffektivt eftersom vi vet att vi skulle kunna framstĂ€lla precis samma information i en enda koffeinmolekyl. SĂ„ vi vet alltsĂ„ att det mĂ„ste finnas ett bĂ€ttre sĂ€tt att göra det hĂ€r pĂ„ och det har vi vetat lĂ€nge.

FrÄn bit till kvantbit

Det hÀr Àr egentligen inget nytt. Redan 1982 tÀnkte en av vÀrldens mest berömda fysiker, Richard Feynman, att vi borde bygga datorer som kan simulera kvantvÀrlden med hjÀlp av kvantvÀrlden.

För att göra detta mÄste vi förÀndra den grundlÀggande enheten inuti en dator frÄn det vi kallar en bit till en kvantbit eller qubit. Vissa skulle kanske hÀvda att detta skett förut. Vi hade elektromekaniska enheter, sen relÀer, vakuumrör, transistorer och integrerade kretsar. Nu ska vi vÀl bara gÄ till nÀsta generation och anvÀnda en kvantbit?

– Men det hĂ€r har faktiskt aldrig hĂ€nt förut. För trots att det finns mĂ„nga sĂ€tt att bygga kvantmaskiner pĂ„, som supraledande kretsar och fotoner, sĂ„ Ă€r det inte bĂ€ttre versioner av klassiska bitar. Det Ă€r nya typer av maskiner som innehĂ„ller andra typer av information, menar Andrew Fursman.

Det hÀr revolutionerar det som vi anvÀnder för att bygga datorer och det som den grundlÀggande informationsbiten i datorerna stÄr för.

Det Ă€r intressant att tĂ€nka pĂ„ vad en kvantdator Ă€r. De första kvantdatorerna som forskarna nu har byggt kallas “Quantum Annealer”. Det Ă€r datorer som Ă€r uppbyggda av enkla kvantbitar. Man kan se kvantbitarna som strömbrytare som utnyttjar superposition. Problemet med superposition Ă€r att det inte kan beskrivas.

– Hur jag Ă€n försöker förklara det hĂ€r pĂ„ nĂ„got sprĂ„k sĂ„ blir det fel. Det Ă€r ett koncept som vi inte kan beskriva med hjĂ€lp av sprĂ„ket. Men man kan tĂ€nka pĂ„ det som en strömbrytare som kan utforska bĂ„de pĂ„- och av-lĂ€get pĂ„ samma gĂ„ng.

Det berömda strömbrytarproblemet

Det Àr svÄrt att förestÀlla sig hur vi kan dra nytta av det hÀr men det finns ett exempel. Det Àr vÀldigt enkelt att beskriva men det Àr otroligt svÄrt att hitta lösningen pÄ. Det handlar om det berömda strömbrytarproblemet.

Problemet, menar Andrew Fursman, Àr att det finns lika mÄnga sÀtt att lysa upp ett rum med 250 lampor som det finns atomer i universum.

– TĂ€nk er att alla lampor i hörsalen har en egen strömbrytare. Vi vill slĂ„ pĂ„ eller av dem för att fĂ„ optimal belysning uppe pĂ„ scenen. SĂ„ det Ă€r lĂ€tt att beskriva problemet. Det Ă€r Ă€nnu lĂ€ttare att beskriva lösningen. Jag kan bara sĂ€ga: pĂ„, av, av, pĂ„, pĂ„ och sĂ„ vidare. Jag behöver bara 250 bitar för att beskriva det.

Problemet, menar Andrew Fursman, Àr att det finns lika mÄnga sÀtt att lysa upp ett rum med 250 lampor som det finns atomer i universum. En kraftfull dator som utforskar alla kombinationer behöver lÀngre tid Àn universum har existerat för att hitta lösningen!

Att hitta exakta lösningar pÄ den hÀr typen av frÄgor gÄr alltsÄ inte med klassiska maskiner, inte ens med de mest avancerade klassiska maskiner som vi kan bygga. Det Àr flera grupper som har funderat pÄ det hÀr specifika problemet.

– I min hemstad Vancouver har företaget D-Wave byggt den första maskinen som kan utnyttja kvantinformation för att lösa just strömbrytarproblemet.

Men det Ă€r inte bara smĂ„ startupföretag som ger sig in i leken, menar Andrew Fursman. Även mycket större företag börjar bygga maskiner som Ă€r inspirerade av kvantdatorer.

Exempelvis har Microsoft en ny berÀkningsplattform som heter Brainwave som Àr inspirerad av kvantberÀkningar för att lösa problem som det hÀr. Fujitsu, NTT och Hitachi Àr tre andra aktörer med plattformar som försöker adressera den hÀr typen av problem.

– Det det har gemensamt Ă€r att alla Ă€r inspirerade av kvantberĂ€kningar men byggs med klassisk teknik. En slags brygga in i kvantvĂ€rlden. Det trevliga Ă€r att det hĂ€r maskinerna finns idag och vi anvĂ€nder dem för att lösa vĂ€ldigt intressanta problem, som exempelvis vad vi bör investera pengar i. Faktum Ă€r att det problemet Ă€r ett variant av strömbrytarproblemet, dĂ€r vi för varje aktie behöver avgöra om vi vill ha den i eller utanför portföljen.

Kvantdatorn och den robusta aktieportföljen

Med hjÀlp av den hÀr typen av maskiner Àr det alltsÄ möjligt att skapa aktieportföljer som Àr betydligt mer robusta och som klarar av ovÀntade svÀngningar som kan drabba marknaderna. Men de kan Àven anvÀndas vid virtuell screening för att hitta nya lÀkemedel.

– Det Ă€r möjligt att se de olika berĂ€kningsmaskinerna som att de Ă€r kopplade till klassiska datorer. De tar en liten del av berĂ€kningsprocessen som Ă€r vĂ€ldigt svĂ„r för klassiska datorer och löser den med en teknik som Ă€r bĂ€ttre lĂ€mpad för det. SjĂ€lva mjukvaran Ă€r nĂ€stan omöjlig att skilja frĂ„n vanlig programvara för allt sker i bakgrunden.

Genom att sammanföra klassiska datorer och kvantdatorer ökar förmÄgan alltsÄ att genomföra berÀkningar och vi Àr bara i början av det hÀr.

– Vi kan bygga “quantum annealing”-datorer och vi nĂ€rmar oss mellanstegs-kvantdatorer. Men mĂ„let Ă€r att bygga universella kvantdatorer som bygger pĂ„ kvantinformation och har grindar som lĂ„ter oss göra otroligt intressanta berĂ€kningar.

I slutÀndan handlar det om att vi fÄr möjlighet att ta de olika grindarna och utföra operationer med kvantinformationen för att lösa helt nya problem som idag Àr olösliga med klassiska datorer.

Det kanske frÀmsta skÀlet till att regeringar investerar miljarder dollar i den hÀr tekniken Àr att den gör det möjligt att bygga informationssÀkerhet pÄ ett helt annat, och betydligt sÀkrare sÀtt, Àn idag.

Men kvantdatorer öppnar ocksÄ dörren till helt andra och betydligt mer kraftfulla sÀtta att bygga artificiell intelligens pÄ eftersom det blir möjligt att trÀna upp AI-agenter vÀsentligt snabbare Àn klassiska datorer.

Fabriken som lÀr sig att bygga sig sjÀlv

TÀnk er en fabrik som inte Àr designad av mÀnniskor, utan i en simulering dÀr hela fabriken Àr medveten om sina mÄl och vill utföra sin uppgift sÄ effektivt som möjligt. NÀr den tappar material eller skadar en arbetare i den simulerade miljön straffas den tills den nÄr ett optimalt resultat. SÄ fabriken lÀr sig att bygga sig sjÀlv.

– Det hĂ€r Ă€r inget avlĂ€gset utan nĂ„got vi jobbar med just nu. Vi har just visat att kvantinspirerade stickprovs-enheter kan förbĂ€ttra de allra bĂ€sta algoritmerna för AI.

Vi Àr bara i början av att utveckla kvantinspirerade maskiner, kvantdatorer med mer specifika funktioner och framtidens universella kvantdatorer.

Men det vi ser Àr en gnista redo att explodera och bli nÄgot som kommer att pÄverka hela vÄr vÀrld, frÄn helt nya lÀkemedel till fabriker som bygger sig sjÀlva.

📝 FĂ„ en dos faktabaserad optimism varje vecka.

Bli en del av över 15 000 optimistiska, framtidsinriktade prenumeranter som vill att framtiden kommer snabbare.