Udvalgte Kvanteord

Kort forklaring af ord og begreber

Qubit: Den grundlæggende regneenhed i en kvantecomputer. Hvor en almindelig computer arbejder med bits (0 eller 1), kan en qubit være begge dele på samme tid, indtil den måles. Det giver kvantecomputeren dens særlige kraft.

Fysisk qubit: En enkelt, skrøbelig qubit som den findes i hardwaren. Den laver konstant fejl på grund af dekohærens.

Logisk qubit: En fejlbeskyttet qubit skabt ved at kombinere mange fysiske qubits. Kun når man har pålidelige logiske qubits, kan man lave meningsfulde beregninger. I dag kræver én logisk qubit hundredvis eller tusindvis af fysiske qubits.

Superposition: En qubits evne til at være i flere tilstande samtidig. Det er først når man måler, at qubits “vælger” en bestemt værdi. Denne egenskab gør det muligt at udforske mange løsninger parallelt.

Dekohærens: Når qubits mister deres kvanteegenskaber på grund af støj fra omgivelserne – varme, vibrationer eller elektromagnetiske felter. Det sker lynhurtigt, ofte inden for få mikrosekunder, og er kvantecomputerens grundlæggende fjende.

Sammenfiltring: Når qubits kobles sammen på en særlig kvantefysisk måde, så tilstanden af den ene øjeblikkeligt påvirker de andre – uanset afstand. Det gør kvantecomputeren eksponentielt mere kraftfuld, jo flere qubits der indgår.

Fejlkorrektion: Qubits er ekstremt skrøbelige og mister let deres kvanteegenskaber. Fejlkorrektion handler om at bruge flere fysiske qubits til at skabe én pålidelig “logisk” qubit, der kan regne korrekt selv når der opstår fejl.

Gate-operation: En grundlæggende regnehandling på en eller flere qubits – svarende til de logiske operationer (AND, OR osv.) i almindelige computere. Kvantecomputere bruger specialiserede quantum gates.

To-qubit gate/port: En gate-operation der kobler to qubits sammen. Det er disse porte der skaber sammenfiltring mellem qubits, men de er også særligt fejlbehæftede og svære at udføre præcist.

Gate-fidelitet: Et mål for hvor præcist en gate-operation udføres. En fidelitet på 99,9% betyder at gaten virker korrekt 999 ud af 1000 gange. For praktiske beregninger skal fideliteten være meget høj.

Embedding bottleneck: Problemet med at oversætte virkelige problemer til den specifikke struktur af forbindelser mellem qubits i en given kvantecomputer. Mange qubits går tabt til selve oversættelsen i stedet for til selve beregningen.

Kvanteoverlegenhed: Det tidspunkt hvor en kvantecomputer løser en opgave, som selv de kraftigste traditionelle computere ikke kan klare inden for rimelig tid. Googles demonstration fra 2019 var det første eksempel.