Kvantecomputere bygger man da selv

Mere end 150.000 spillere har indtil videre løst opgaver i et virtuelt univers, der hjælper forskere hen mod kvantecomputeren. Nu er vi der, hvor det bliver til virkelighed, og hvor man kan flytte med rigtige atomer via sin egen computer.

11.08.2016 | Rasmus Rørbæk Christensen

Jacob Sherson og forskningsgruppen CODER inviterer nu folk til at være med til at bygge med atomer, og dermed være med til at bygge fremtidens computere. Bogstaveligt talt. (Foto: AU)

Verden over har almindelige mennesker taget imod invitationen til at spille computerspillet ”Quantum Moves”. Et spil, der mere eller mindre har revolutioneret den måde, mennesker uden faglig indsigt kan bidrage til uhyre komplicerede problemstillinger indenfor kvantefysik.

I spidsen for det arbejde finder vi lektor Jacob Sherson, der er leder for gruppen CODER på Aarhus Universitet. Her har man bevist, at helt almindelige mennesker i alle aldre kan løse kvantefysiske problemer ved at spille computerspil. Dermed har man flyttet grænsen for, hvad der kan lade sig gøre at beregne med computer. Nu er man klar til at tage næste skridt: nu kan alle være med til at bygge med rigtige atomer.

I løbet af sensommeren 2016 bliver der åbnet for adgang til eksperimentet ved navn Alice, hvor man sammen med andre skal løse opgaver og flytte på rigtige atomer, der er nedkølet til noget nær det absolutte nulpunkt.

”Vi har bevist, at den menneskelige hjerne er stadig er bedre til at løse kvante-problemer, end computeren. Ville det ikke være fantastisk, hvis vi kunne overføre det til rigtige eksperimenter? Det er det, vi arbejder med nu, og der er indtil nu kørt ca. 10.000 eksperimenter, som viser os, at brugerne har fundet helt nye løsninger som er bedre end vores normale.

Vi står på tærsklen til noget rigtig spændende her, hvor de mange data skal omsættes til den ægte vare i laboratoriet, hvor atomer flyttes ved hjælp af en laserstråle af folk, der deltager fra deres egen computer. Alle kan – bogstaveligt talt – være med til at bygge fremtidens teknologi. Det kræver blot, at man skriver sig op på vores hjemmeside,” forklarer Jacob Sherson.

Man kan melde sig til på Alice-siden her.

Giv fysikerne brikker at rykke med
Jo flere ultrakolde atomer, der kan skabes ved spillernes hjælp, desto flere brikker har atomfysikerne at arbejde med, når de forsøger at arrangere dem i et krystalgitter, hvor de holdes på plads og flyttes rundt med. Den proces er de spillere, der har spillet Quantum Moves, med til at optimere.

»Quantum Moves-arbejdet viste de første skridt hen imod, hvordan vi teoretisk set kan skabe dette gitter . Nu kan vi begynde at gøre det med de rigtige atomer, og i dette nye forsøg her kan alle være med igen. Men denne gang er det med rigtige atomer, der er i kælderen under universitetet i Aarhus,« fortæller Jacob Sherson.

Projektet blev skudt i gang, da Jacob Shersons gruppe var i USA for at give en keynote-tale på den internationale konference NIWeek 2026 for 15.000 følgere om Alice og kvantespillet.

Alice i kvanteland
Det ligner næsten en tanke, at man har døbt det nye projekt Alice, for ligesom i eventyret finder vi en verden af forunderlige og inspirerende fænomener, når vi krydser ind i det ’eventyrland’, der udgør kvantefysikken. I eksperimentet skal man nu ikke drikke trylledrik eller gå med sære hatte – men man kan gå på opdagelse og løse opgaver ved at flytte på atomer sammen med andre.

De kvantefysiske love rummer løfterne om teknologiske landvindinger indenfor f.eks. computere. Men de problemstillinger som skal løses, er så fuldstændigt uoverskuelige, at det nærmest kan virke håbløst at bede en computer om at regne sig igennem dem. Her er så tanken bag CODER, at hvis man kombinerer regnekraft med menneskelig snilde – så kan der komme til at ske ting og sager.

Målet er at kontrollere enkelt-atomer, så de kan fungere som bits i en computer. Bits er den fundamentale informationsenhed, som er enten 1 eller 0 i en computer som den, du og jeg bruger til daglig.  I en kvantecomputer vil en bit kunne have begge værdier på samme tid, og dermed kunne fungere meget hurtigere, hvis de såkaldte ’kvantebits’ kan kommunikere sammen i et tilpas stort system; de skal være sammenfilterede – entanglet – kvantemekanisk.

Det er her, ikke-kvantefysikere bliver en smule rundtossede normalt. Men Jacob Sherson og gruppen på Aarhus Universitet har haft stor succes med at omdanne de meget komplicerede mekanismer til et lille computerspil, hvor alle kan deltage og bidrage med værdifuld data til forskningen.

TEDx
Kvantespil og arbejdet med CODER har vakt stor interesse verden over. Jacob Sherson og konceptet bag kvantecomputer-spillene kan opleves, når han som en af de få, får mulighed for at holde et oplæg om emnet til en TEDx-talk.

Kontakt:
Jacob Sherson,
Institut for Fysik og Astronomi,
Aarhus Universitet,
Mobil: 2877 5765,
Email: sherson@phys.au.dk

Mere information?
"Mennesket er den ny supercomputer" om computerspil og den menneskelige intuition.

Om gruppen på deres egen hjemmeside.

Video om arbejdet med kvantecomputere hos CODER.

Meld dig til Alice-projektet her.

Videnskab.dk har bragt en artikel om Alice-projektet også. Den kan man læse her.

 

 

Offentligheden / Pressen