Kvantecomputere – et kig på fremtidens teknologi
Hvad er en kvantecomputer egentlig? Og hvilke fordele kan den tilbyde logistikbranchen?
Selv om kvantecomputerteknologien endnu kun er i sin vorden, vil den muligvis inden for få år vende fuldstændigt op og ned på de IT-systemer, vi kender. Det gælder også i forhold til logistik, eftersom kvantecomputere gør det muligt at løse komplekse kombinatoriske opgaver langt hurtigere. Inden for logistik kan de takket være deres store regnekraft for eksempel optimere ruteplanlægning og materialestrømme, men også komplekse databasesøgninger og maskinlæring.
En kvantecomputer er bygget op om en helt ny type mikroprocessor, der fungerer i henhold til kvantemekanikkens fysiske love. Disse love beskriver stofs egenskaber på atomart og subatomart niveau. Teorien, der bestemt ikke er lige til at forstå, opstod helt tilbage i 1925 og blev siden videreudviklet af flere fysikere, herunder Werner Heisenberg og Erwin Schrödinger. Sidstnævnte gjorde teorien noget lettere at begribe gennem sit berømte tankeeksperiment, der er blevet kendt som "Schrödingers kat", og som man kan finde forklaret på nettet.
Qubit låser op for ekstra computerkraft
Udover anderledes hardware kræver kvantecomputere også en anden form for IT, der anvender andre matematiske tilgange. En konventionel computer opbevarer data i form af bit, som kan antage én af to tilstande: nul eller en. Jo flere processorer en computer har, jo hurtigere kan den udføre beregninger og evaluere den ene bitsekvens efter den anden. En kvantecomputer opbevarer data som kvantebit, også kaldet qubit. I stedet for at være begrænset til en enkelt tilstand (nul eller en), kan qubit antage begge tilstande samtidigt. Det kaldes superposition. Det betyder, at en kvantecomputer kan udføre mange flere computeroperationer end en konventionel computer, fordi den kan evaluere alle mulige kombinationer samtidigt i stedet for én ad gangen i rækkefølge. En kvantecomputer med 50 qubit kan eksempelvis samtidig antage 2 i 50. potens – hvilket svarer til mere end tusind billioner – forskellige tilstande. Eksperter forudser, at en sådan kvantecomputer ville være mere kraftfuld end vore dages supercomputere. Indtil nu har kvantecomputere kun kørt under strengt kontrollerede forhold i specialdesignede konstruerede datacentre. De vigtigste af disse forhold er en omgivelsestemperatur på minus 273°C og beskyttelse mod enhver form for påvirkning fra omverdenen. Systemerne er meget påvirkelige og følsomme over for fejl, hvilket i øjeblikket gør dem uegnede til udbredt kommerciel brug. Men kvantecomputere med 20 qubit – og eksperimentelle modeller med 50 – er allerede på markedet som cloud-tjenester. De er kendt som kvantegatesystemer eller universelle kvantecomputere. Et kendt eksempel er IBM Q System One.
En særlig type kvantecomputer – en adiabatisk kvantecomputer – høster især en stor interesse inden for logistiksektoren. Disse computere og deres processer er særligt gode til at løse ruteplanlægningsopgaver. De tilbyder en anden måde at definere qubit-værdier på, så disse værdier kan ikke sammenlignes med dem, der anvendes af universelle kvantecomputere. Blandt de bedst kendte er D-Wave 2000Q-systemet med 2048 qubit, der er udviklet af det canadiske selskab D-Wave.