Kvantecomputer

Fremtidens kvantecomputer arbejder lige godt med krypterede og ukrypterede signaler

onsdag 14 dec 16
|

Kontakt

Christian Scheffmann Jacobsen
Postdoc
DTU Fysik
45 25 32 61

Kontakt

Ulrik Lund Andersen
Professor
DTU Fysik
45 25 33 06

Kontakt

Tobias Gehring
Adjunkt
DTU Fysik
93 51 16 49

Når fremtidens brugere af kvantecomputere skal have analyseret data, vil de ofte være nødt til at sende krypteret information til computeren. Derfor har forskere fra DTU Fysik og University of Toronto undersøgt, om en kvantecomputer kan arbejde lige effektivt med krypterede og ukrypterede data. Resultaterne viser, at effektiviteten er næsten lige høj.

Af Anne Hansen og Christian Scheffmann Jacobsen

Udviklingen af en universel kvantecomputer bliver generelt betragtet som det ultimative mål indenfor det område af fysikken, der kaldes kvanteinformationsteori. Hvis dette mål nås, vil det give mulighed for store fremskridt indenfor en lang række områder, hvor kvanteeffekter spiller en rolle. Dette kunne for eksempel være i design af medicin atom for atom eller i opfindelsen af nye materialer.

Inspireret af historien bag udviklingen af klassiske computere, forventer forskerne, at de første generationer af kvantecomputeren bliver store, dyre og svære at betjene. Af disse grunde forventer man også, at det i første omgang kun vil være store organisationer og regeringer, der kommer til at bruge kvantecomputere.

Kan en blind kvantecomputer være brugbar?

Dette fører til ideen om såkaldte uddelegerede kvanteberegninger, hvor en bruger får adgang til en centraliseret kvantecomputer via et netværk. ­Hvis brugeren ønsker, at de anmodninger, der sendes til kvantecomputeren, skal være hemmelige, endda også for computeren selv, kan hun kryptere dem. Spørgsmål et er så, om en kvantecomputer, der arbejder blindt, fordi data er krypterede, kan arbejde lige så effektivt, som når den bearbejder ukrypterede data?

En universel kvantecomputer består af en række såkaldte gates. En gate er en logisk operation, som både kvantecomputere og almindelige computere benytter sig af. En klassisk logisk operation kunne f.eks. være en AND gate. Denne gate tager to inputs og returnerer et output baseret på disse inputs. F. eks. ville to bits med værdien 1 give outputtet 1.

Det kan udregnes matematisk, hvilke gates der er nødvendige for at give en kvantecomputer med de ønskede egenskaber, og forskerne har nu undersøgt nogen af disse gates for at se, hvordan de reagerer på krypteringen.

Ved at sammenligne gatens output for et krypteret og et ikke krypteret input har forskerne kunne måle, hvor stor en effekt krypteringen har på gatens og dermed kvantecomputerens effektivitet, og det viser sig, at der ikke er en væsentlig reduktion i denne effektivitet. Med andre ord arbejder en kvantecomputer lige godt med krypterede og ukrypterede signaler.

Læs mere om forskernes resultater i den videnskabelige artikel i Nature Communications.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.