Kvantdatorns genombrott?

05 December 2016 // Johan Zetterström

Börjar kvantdatorn närma sig sitt genombrott, och vad kommer man kunna använda den till?

För 20 år sedan läste jag med stor fascination Peter Nilsons rymdepos ”Projekt Nyaga”, bestående av de två böckerna ”Rymdväktaren” och ”Nyaga”. Jag hade tidigare läst ett par av hans populärvetenskapliga böcker men dessa var ren science fiction. Den vetenskapliga utgångspunkten var dock påtaglig. I böckerna använder en forskare en ”superkvantdator” vars minneskluster (innehållande mänsklighetens samlade kunskap) användaren navigerar mellan genom att ta ackord på ett klaviaturliknande tangentbord (säkerligen influerat av Nilsons stora musikaliska intresse). Det hela beskrevs så att upplevelsen framstod som fullständigt intuitiv.

Spola framåt 20 år och när det gäller tillgång till mänsklighetens samlade kunskap kan man med fog påstå att vi har kommit rätt långt. Tekniken är dock betydligt enklare, i grunden tillgänglig redan när Peter Nilsons böcker skrevs. Men med hjälp av avancerade algoritmer för att söka och klassificera information kan vi med förhållandevis enkla medel navigera oss igenom dessa enorma informationsmängder med en ständigt förvånande precision. Kvantdatorn har däremot inte haft något större genomslag ännu. Var står tekniken egentligen idag?

Jag hade bara hört talas om laboratorieexperiment inom området när jag för ett tag sedan läste om att man i Kina hade skjutit upp en satellit som använde kvantteknik för att hantera kryptering av datatrafik. Nu visade det sig att även detta handlade om experiment, men tekniken hade i alla fall tagit sig utan laboratoriet. Det krävdes inte mycket vidare efterforskning för att finna att det faktiskt finns kvantdatorer att köpa. Billiga är de inte, och de problem de för närvarande klarar av att lösa bättre än en klassisk dator är begränsade. Användargränssnitten är något primitiva. Utvecklingen verkar dock på det stora hela gå väldigt fort just nu.

I en artikel från 2012 anges att rekordet för antalet kvantbitar (det huvudsakliga måttet på kvantdatorns kapacitet) är 14 och professorn Göran Johansson vid Chalmers spår att det kommer att dröja tio år innan vi har maskiner med 100 kvantbitar ”som kan användas till något vettigt”. Tre år senare kan man läsa att Google och NASA uppgraderar kvantdatorn från D-Wave Systems, som de köpt in för en gemensam satsning, från 512 till 1000 kvantbitar. D-Wave Systems har annonserat att de under 2017 kommer att släppa en maskin med 2000 kvantbitar.

Varför är detta intressant? Jo, som exempel på hur tekniken förutom att vara fascinerande i sig faktiskt snart kan komma att påverka oss, så är kvantdatorn vid sidan av att vara duktig på optimeringsproblem en hejare på att knäcka lösenord. Många blev därför hyfsat nervösa när NSA intresserade sig för området. Med tillgång till kraftfulla kvantdatorer skulle den säkerhet vi idag förlitar oss på i stort sett vara verkningslös. Jag är inte tillräckligt påläst för att spekulera i sannolikheter och tidsramar, men det verkar i alla fall finnas två alternativa lösningar på problemet. Antingen byts krypteringsalgoritmer till sådana som kan hanteras av vanliga datorer men är svårare för en kvantdator att knäcka (se artikel i Wikipedia), eller så används kvantteknik i själva krypteringen. Vilket var vad den kinesiska satelliten sysslade med. För en lekman ter det sig inte särskilt troligt att denna avancerade teknik skulle kunna användas för att skydda de transaktioner jag initierar på nätet innan kvantdatorn har fått tillräcklig kapacitet för att hantera befintliga algoritmer och i händerna på en organisation som NSA faktiskt skulle användas i detta syfte, varför jag tror mer på införandet av nya algoritmer. Men utvecklingen inom området verkar kunna överraska även de mest insatta, så vi får väl se.