{"id":5830,"date":"2021-04-01T11:50:57","date_gmt":"2021-04-01T08:50:57","guid":{"rendered":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/?p=5830"},"modified":"2021-04-01T11:50:57","modified_gmt":"2021-04-01T08:50:57","slug":"kalla-kvant-kristallkronor-kor-kryptografin-kaputt-kapitel-1","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/kalla-kvant-kristallkronor-kor-kryptografin-kaputt-kapitel-1\/","title":{"rendered":"Kalla kvant kristallkronor k\u00f6r kryptografin kaputt: kapitel 1"},"content":{"rendered":"\n

Richard Feynman lade fram id\u00e9n om kvantdatorer p\u00e5 80-talet och l\u00e4nge har de bara existerat som teori. Det \u00e4r f\u00f6rst nu under de n\u00e5gra senaste \u00e5ren, n\u00e4r all hajp har tagit fart, som vi faktiskt kan b\u00f6rja g\u00f6ra produktiva saker med verkliga kvantdatorer. Men vad \u00e4r en kvantdator och hur skiljer den sig fr\u00e5n en klassisk dator? Varf\u00f6r \u00e4r hajpen s\u00e5 stor? Vi hoppas kunna besvara n\u00e5gra av den nyfikna l\u00e4sarens fr\u00e5gor med en artikel-trilogi <\/strong>om kvantdatorer.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Kuin kaksi marjaa: ena anv\u00e4nder sig av elektroner som i sin r\u00f6relse p\u00e5verkar kvantmekaniska v\u00e5gor f\u00f6r att lysa upp din vardag och andra \u00e4r en kvantdator.
<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

F\u00f6rst lite bakgrund inom informatik. En bit \u00e4r en enhet av information och samtidigt den minsta m\u00e4ngden information som g\u00e5r att representeras, dvs. 0 eller 1. En bit kan implementeras p\u00e5 flera s\u00e4tt: t.ex. som en mikroskopisk magnetisk sektor p\u00e5 h\u00e5rdskivan eller som elektrisk laddning i datorns processor. Implementationen av en bit kallas f\u00f6r en fysisk bit.<\/p>\n\n\n\n

Okej, nu hoppar vi in i kvantv\u00e4rlden. Nu kan man ta nytta av s\u00e5 kallad superposition <\/em>och ist\u00e4llet anv\u00e4nda sannolikheter f\u00f6r att beskriva information i kvantbitar; qubitar. N\u00e4r en qubit \u00e4r i superposition av 0 och 1 s\u00e5 \u00e4r den praktiskt taget b\u00e5deoch samtidigt i st\u00e4llet f\u00f6r att vara n\u00e5ndera. F\u00f6rst d\u00e5 du observerar qubiten s\u00e5 antar den ett definitivt tillst\u00e5nd och man s\u00e4ger att den kollapsar<\/em> till 0 eller 1. Detta kan k\u00e4nnas v\u00e4ldigt abstrakt, men det \u00e4r det underliga formalismen i kvantmekaniken. Qubiten representeras ofta med f\u00f6ljande symboler:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

d\u00e4r a\u00b2<\/em>och b\u00b2<\/em> \u00e4r sannolikheterna att m\u00e4ta respektive 0 och 1. T.ex. om a\u00b2=0.5<\/em> s\u00e5 \u00e4r det 50 %<\/em> sannolikhet att du skulle m\u00e4ta 0 och 50 %<\/em> sannolikhet att du skulle m\u00e4ta 1 p\u00e5 din qubit.<\/p>\n\n\n\n

Ett centralt fenomen inom kvantdatorer, och kvantmekaniken i \u00f6verlag, \u00e4r n\u00e5got som kallas f\u00f6r sammanfl\u00e4tning <\/em>(eng. quantum entanglement<\/em>). Det inneb\u00e4r att alla qubitar p\u00e5verkar varandra med mysko kvantmagi, ocks\u00e5 k\u00e4nd som ”spooky action at a distance”. F\u00f6rs\u00f6k inte f\u00f6rst\u00e5 varf\u00f6r eller hur sammanfl\u00e4tningen fungerar f\u00f6r ingen annan g\u00f6r det heller.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
De oranga rutorna till v\u00e4nster representerar bitar medan lila rutorna till h\u00f6ger representerar kollapsade qubitar. M\u00e4rk att en kollapsad qubit inneh\u00e5ller de lika mycket information som en vanlig bit (0 eller 1). Qubitar som \u00e4r i superposition (dvs. har inte \u00e4nnu kollapsat) kan dock ligga n\u00e5gonstans d\u00e4r emellan.
<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Fenomenet inneb\u00e4r att du inte beh\u00f6ver veta enskilda qubitars v\u00e4rde f\u00f6r att veta tillst\u00e5ndet av hela systemet. M\u00e4ngden processerbar information i en vanlig dator \u00f6kar linj\u00e4rt med antalet bitar, medan i en kvantdator \u00f6kar processkraften exponentiellt med antalet qubitar. <\/span>S\u00e5 om du l\u00e4gger till en qubit till din kvantdator s\u00e5 blir den i princip ”dubbelt b\u00e4ttre”. Det h\u00e4r \u00e4r en av de sakerna som g\u00f6r kvantdatorn kraftig.<\/p>\n\n\n\n

Precis som med klassiska bitar finns det ocks\u00e5 fysiska qubitar av flera slag. Den vanligaste typen utnyttjar supraledare: material utan elektrisk resistans. H\u00e4r \u00e4r dina qubitar olika roterande str\u00f6mmar i ett supraledande material. De kan rotera antingen medsols eller motsols, d\u00e4r den ena riktningen motsvarar v\u00e4rdet 0 och den andra 1. Genom att utf\u00f6ra mysko kvantoperationer p\u00e5 qubitarna, kan man f\u00e5 dem i en superposition av 0 och 1 samt sammanfl\u00e4tade med varandra. Str\u00f6mmen g\u00e5r d\u00e5 b\u00e5de medsols och motsols med vissa sannolikheter tills man m\u00e4ter riktningen hos den. I detta tillst\u00e5nd kan man anv\u00e4nda str\u00f6mmarna som qubitar f\u00f6r att utf\u00f6ra vissa ber\u00e4kningar som skulle kr\u00e4va alltf\u00f6r mycket tid hos en normal dator.<\/p>\n\n\n\n

Det h\u00e4r var en liten introduktion till kvantdatorer. I n\u00e4sta artikel avsl\u00f6jar vi en massa coola saker man kan g\u00f6ra med dem och hur du kan ha en egen kvantdator hemma hos dig (bara du inte bor i Majstranden).<\/p>\n\n\n\n

Hugo & Waffe<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Richard Feynman lade fram id\u00e9n om kvantdatorer p\u00e5 80-talet och l\u00e4nge har de bara existerat som teori. Det \u00e4r f\u00f6rst nu under de n\u00e5gra senaste \u00e5ren, n\u00e4r all hajp har tagit fart, som vi faktiskt kan b\u00f6rja g\u00f6ra produktiva saker med verkliga kvantdatorer. Men vad \u00e4r en kvantdator och hur skiljer den sig fr\u00e5n en … Forts\u00e4tt l\u00e4sa Kalla kvant kristallkronor k\u00f6r kryptografin kaputt: kapitel 1<\/span> →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":5831,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[187,5],"tags":[53,69],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5830"}],"collection":[{"href":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5830"}],"version-history":[{"count":6,"href":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5830\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5844,"href":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5830\/revisions\/5844"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5831"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5830"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5830"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5830"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}