Microsoft og Google ventes i løbet af de kommende uger at kunne annoncere et egentligt gennembrud i bestræbelserne på at bygge en helt ny type af supercomputer, der måske allerede om fem år kan være i sving - langt tidligere end forventet.

De to IT-giganter ventes at præsentere, hvordan ideer, der indtil nu har ligget på kanten af teoretisk fysik, hurtigt begynder at tage praktisk form, nemlig som en kvantecomputer - en supercomputer af den slags, som man kender fra science fiction-filmene, og som fysikere og dataloger har drømt om i 35 år, skriver den britiske finansavis Financial Times.

Fra måneder og år til sekunder

Kvantecomputere vil besidde en langt hurtigere og større regnekraft, som dermed på langt kortere tid kan f.eks. simulere molekyler, hvilket kan skabe hurtigere gennembrud for ny medicin, sætte fart på maskinlæring, skabe ubrydelig kryptering af data og i det hele taget løse regneopgaver på sekunder, som før tog uger, måneder og år.

»Vi får en mulighed for at løse problemer, som ikke kunne løses før. På en klassisk computer ville det kræve hele universets levetid at løse,« siger Todd Holmdahl, som siden vinteren 2016 har stået i spidsen for Microsofts kvantehold, til avisen.

Microsoft er ifølge Todd Holmdahl »helt tæt« på at kunne den helt grundlæggende byggeklods i kvantecomputere, de såkaldte »kvantebit« (eller »qubit«), som kan lagre nuller og ettaller, ligesom en almindelig computer, men også denne slags superværdi, som er både nul og et på samme tid. Dermed vil der kunne udføres væsentligt flere og mere komplicerede beregninger, end en normal computer er i stand til. Den største udfordring ved en kvantecomputer er at udvikle et system, som kan aflæse eller forandre tilstanden for disse kvantebit, så det rigtige svar kan aflæses.

Flygtige resultater skal fastfryses

Det skal ske hurtigt, for kvantebits er skrøbelige og forbliver kun i kvantetilstand i ganske kort tid, hvor de skal aflæses, uden at man kommer til at påvirke resultatet.

IBM annoncerede allerede i 1998 at have den første arbejdende kvantebit, og i december 2017 indgik IBM partneraftaler for at udvikle praktiske programmer, som udnytter teknologien. Microsoft vil dog kunne overhale IBM indenom med sin løsning, der ifølge avisen formår at splitte elektroner, således at den information, som rummes i kvantebit, kan fastholdes flere steder på samme tid. Hvis en del af kvantebitten »falder af«, vil oplysningerne, som den rummede, ikke længere være tabt. Det skal gøre det overordnede system langt mere stabilt, altså en slags fejlkorrektion.

Selv om det kan blive et gennembrud, er der dog stadig langt til, at kvantecomputere vil kunne tages i brug i videre omfang. Næste udfordring bliver at skalere de nye arbejdsprocesser op og programmere systemer, som med langt flere kvantebit kan løse langt mere komplekse problemstillinger. Samtidig er designopgaven at kunne holde kvantecomputerens temperatur ekstremt langt nede for at kunne fastholde kvantebittenes tilstand i mere end nogle få mikrosekunder.

Google klar til »kvanteoverlegenhed«

Google ventes om kort tid at ville demonstrere en kvantemaskine, som kan løse problemstillinger, der ligger på ydergrænsen af, hvad en almindelig computer kan klare. Det kaldes af eksperterne for »kvanteoverlegenhed«. Google satte sig i april 2017 som mål at nå til den grænse inden udgangen af året, og kort før nytår begyndte afprøvningen af systemet med 49 kvantebit. Hvor gode resultaterne har været, er endnu ikke offentliggjort, men IBM stjal en del af rampelyset ved i november at hævde at være blevet den første, der byggede en maskine med 50 kvantebit.

Ideen om en kvantecomputer blev udtænkt i 1982 af den amerikanske fysiker Richard Feynman, som senere fik nobelprisen i fysik for sit arbejde.