Här är Googles supersnabba kvantchip

Företaget Googles forskningslabb Quantum AI i Kalifornien driver på utvecklingen av kvantdatorer. Den 9 december 2024 presenterade de ett nytt, supersnabbt kvantchip i en artikel i tidskriften Nature.

En kvantdator använder kvantmekanik för att göra flera beräkningar samtidigt, och kan göra beräkningar som en vanlig dator inte klarar av.

Det nya kvantchipet jämfördes med en av dagens snabbaste superdatorer byggd med konventionell teknik, Frontier, i en testuppgift. Jämförelsen visade att det som tog fem minuter för Googles kvantchip Willow att göra skulle ta 10 kvadriljoner år (alltså 10 000 000 000 000 000 000 000 000 år) för Frontier.

En annan utmaning som Willow lyckats möta är reduceringen av mängden fel som uppstår vid beräkningar. Kvantdatorns beräkningsenheter, kallade kvantbitar, är väldigt känsliga och förlorar lätt information. Det kan bero på störningar från kosmisk strålning eller pyttesmå partiklar.

Ett vanligt bekymmer i kvantdatorer är att felen ökar med antalet kvantbitar (som brukar vara uppemot 25 stycken). Men i Googles chip användes ett större antal kvantbitar, 105 stycken. Då visade det sig att felen snabbt blev färre när kvantbitarna blev fler.

– Denna hastighet av kvantfelskorrigering har aldrig tidigare visats, och stärker oss i tron att vi kan bygga en storskalig kvantdator som inte besväras av fel. Det knäcker en viktig utmaning som forskningsfältet kämpat med i nästan 30 år, säger Hartmut Neven, grundare och chef för Google Quantum AI.

Testerna visar också att tiden som chipets kvantbitar kan behålla en logisk nivå nu är nära 100 mikrosekunder. Det är en ökning med fem gånger jämfört med den tidigare generationen chip.

Är resultaten viktiga för utvecklingen av kvantdatorer?

– Det är ett häftigt framsteg. De har visat ett nytt sätt att tackla informationen i kvantdatorn och använda kvantfelrättande koder. Detta kommer att bli avgörande för användningen av kvantdatorer framöver, säger Robert Rehammar, forskare i kvantteknologi, mikroteknik och nanovetenskap vid Chalmers tekniska högskola.

Sedan 2018 pågår utvecklingen av en svensk kvantdator på Chalmers tekniska högskola. Den har i nuläget 25 kvantbitar, men målet till år 2029 är 100 kvantbitar. Under 2024 byggs en kopia av datorn, för att ge svenska företag möjlighet att pröva problemlösning med hjälp av kvantteknik. Den nya datorn öppnar för algoritmkörning under 2025.

En av Europas största kvantdatorer finns på Niels Bohr-institutet i Köpenhamn. Även den har 25 kvantbitar.

Enligt Google leder deras nya resultat kvantdatorn närmare kommersiella tillämpningar. Till exempel snabbare sätt att ta fram nya mediciner, effektivare elbilsbatterier och framsteg inom fusion och andra energilösningar – utveckling som inte är genomförbar med klassiska datorer.

– Även artificiell intelligens, AI, kan dra nytta av utvecklingen eftersom den tekniken kräver stora mängder tränad data. Kvantdatorn hjälper AI att bli en bättre problemlösare, säger Hartmut Neven.

Kommersialiseringen av kvantdatorn är förstås dyr – det kan handla om flera miljarder dollar, enligt Google.

Artikeln uppdaterades senast 11 december 2024.