1
00:00:00,000 --> 00:00:04,000
I størstedelen af vores historie har mennesket været bestående af

2
00:00:04,000 --> 00:00:06,030
vores hjerner, ild og skarpe spyd.

3
00:00:06,101 --> 00:00:10,301
Mens ild og skarpe spyd blev til kraftværker og atomvåben,

4
00:00:10,344 --> 00:00:13,184
har den største opgradering været sket i vores hjerne.

5
00:00:13,184 --> 00:00:17,924
Siden 1960'erne har kraften i vores hjernemaskiner udviklet sig meget,

6
00:00:17,929 --> 00:00:22,389
hvilket har tilladt computere at blive mindre og mere kraftfulde på samme tid.

7
00:00:22,796 --> 00:00:26,096
Men disse fremskridt er ved at møde deres fysiske grænse.

8
00:00:26,096 --> 00:00:29,516
Computerdele er ved at nå størrelsen af et atom.

9
00:00:29,516 --> 00:00:33,516
For at forstå hvorfor dette er et problem,
bliver vi nødt til at få afklaret noget.

10
00:00:36,717 --> 00:00:39,717
I En Nødeskald
af kortsagt/kurzgesagt

11
00:00:39,999 --> 00:00:44,299
En computer er lavet op af meget simple
komponenter der gør meget simple ting,

12
00:00:44,334 --> 00:00:48,994
repræsentere data, forstå det,
og kontrollere mekanismer.

13
00:00:49,083 --> 00:00:51,003
Computerchips er bitte små moduler,

14
00:00:51,003 --> 00:00:54,343
som indeholder logiske gates
hvilket indeholder transistorer.

15
00:00:54,343 --> 00:00:58,783
En transistor er den simpleste form
for data gennemgåelse i computere,

16
00:00:58,783 --> 00:01:01,833
overfladisk set en afbryder
der enten kan åbne eller lukke

17
00:01:01,833 --> 00:01:04,133
vejen for informationen der vil igennem.

18
00:01:04,133 --> 00:01:09,193
Denne information er opbygget af bits,
hvilket enten kan være sat til nul eller en.

19
00:01:09,193 --> 00:01:13,473
Kombinationer af flere bit bliver brugt til
at repræsentere mere komplekse informationer.

20
00:01:13,473 --> 00:01:18,433
Transistorer er beregnet til at lave
logiske gates, som stadigvæk gør meget simple ting.

21
00:01:18,468 --> 00:01:23,378
For eksempel kan AND-gates sende et output
af én hvis alle af dens inputs er en,

22
00:01:23,378 --> 00:01:25,380
ellers kommer der nul.

23
00:01:25,439 --> 00:01:29,439
Kombinationer af logiske gates kan
endeligt lave meningsfulde moduler,

24
00:01:29,439 --> 00:01:31,919
for eksempel kan man tilføje to numre.

25
00:01:31,919 --> 00:01:35,359
Når du først kan addere, så kan du også gange,
og når du først kan gange,

26
00:01:35,359 --> 00:01:37,729
så kan du stortset alt.

27
00:01:37,729 --> 00:01:41,399
Siden alle normale handlinger er
mere simpelt end førsteklasses matematik,

28
00:01:41,399 --> 00:01:44,269
så du kan tænke på en computer
som en gruppe syvårige

29
00:01:44,269 --> 00:01:46,829
der svare på meget simple matematikspørgsmål.

30
00:01:46,829 --> 00:01:50,959
En stor nok gruppe af dem ville kunne udregne
alt fra astrofysik til Zelda-spil.

31
00:01:50,973 --> 00:01:54,143
Men med dele der bliver
mindre og mindre,

32
00:01:54,143 --> 00:01:56,853
gør kvantemekanik pludseligt
alting mere indviklet.

33
00:01:56,853 --> 00:02:00,163
Så kort sagt er en transistor
bare en elafbryder.

34
00:02:00,163 --> 00:02:03,363
Elektricitet er elektroner der bevæger
sig fra et sted til et andet,

35
00:02:03,363 --> 00:02:08,433
så en kontakt er en korridor der kan blokere
elektroner fra at bevæge sig fra at bevæge sig.

36
00:02:08,433 --> 00:02:11,987
I dag er den typiske størrelse
på en transistor 14 nanometer,

37
00:02:11,987 --> 00:02:15,987
hvilket er omkring 8 gange mindre
end HIV-virussens diameter

38
00:02:15,987 --> 00:02:19,173
og 500 gange mindre end en råd blodcelles diameter.

39
00:02:19,173 --> 00:02:22,483
I takt med at transistorer bliver
på størrelse med få atomer,

40
00:02:22,483 --> 00:02:26,123
vil elektroner bare overføre sig selv
til den anden side af en blokkeret korridor

41
00:02:26,123 --> 00:02:28,913
ved hjælp af en teknik der kaldes
for kvantetunneleførelse.

42
00:02:28,913 --> 00:02:31,674
I kvanteriget virker fysik
anderledes end

43
00:02:31,674 --> 00:02:33,624
de forudsigelige måder vi er vant til,

44
00:02:33,624 --> 00:02:37,334
og tradiotionelle computere
begynder med ikke at give mening.

45
00:02:37,349 --> 00:02:41,589
Vi er på vej til at nå en real fysisk
barriere for vores teknologiske fremskridt.

46
00:02:41,739 --> 00:02:44,315
For at løse dette problem
prøver videnskabsfolk at

47
00:02:44,315 --> 00:02:47,475
bruge disse unormale kvante
egenskaber til deres fordel

48
00:02:47,475 --> 00:02:49,955
ved at bygge kvantecomputere.

49
00:02:49,955 --> 00:02:53,820
I normale computere er bits den
mindste enhed af information.

50
00:02:53,820 --> 00:02:58,110
Kvantecomputere bruger qubits, hvilket
kan bliver sat til en af to værdier.

51
00:02:58,110 --> 00:03:01,103
En qubit kan være ethvert
kvantesystem med to niveauer,

52
00:03:01,103 --> 00:03:04,803
ligesom centrifugering i et magnetisk felt
eller et enkelt foton.

53
00:03:04,803 --> 00:03:08,013
Nul og et er dette
systems mulige tilstande,

54
00:03:08,013 --> 00:03:11,143
ligesom fotonets vandrette
eller lodrette polarisering.

55
00:03:11,143 --> 00:03:15,203
I kvanteverdenen behøver qubit ikke
at være i bare en af disse:

56
00:03:15,203 --> 00:03:18,283
den kan være i ethvert forhold,
i begge tilstande, på samme tid.

57
00:03:18,283 --> 00:03:20,643
Dette kaldes for 'superposition'.

58
00:03:20,643 --> 00:03:24,723
Men så snart du kan teste dens værdi, ved
for eksempel at sende fotoner gennem et filter,

59
00:03:24,723 --> 00:03:28,883
bliver den nødt til at bestemme sig for om
den vil være vandret eller lodret polariseret.

60
00:03:28,900 --> 00:03:34,160
Så, så længe den er uobserveret, vil qubit
være i en superposition af sandsynligheder

61
00:03:34,160 --> 00:03:37,660
fra nul til en, og du vil ikke
kunne forudsige hvor den ville være.

62
00:03:37,683 --> 00:03:42,273
Men så snart du måler den, vil den
kollapse ind i et af de definitive tilstande.

63
00:03:42,693 --> 00:03:45,429
Superposition er en game-changer.

64
00:03:45,483 --> 00:03:48,573
Fire klassiske bits kan
være 2 opløftet med 4

65
00:03:48,573 --> 00:03:50,623
forskellige konfigurationer på samme tid.

66
00:03:50,623 --> 00:03:55,113
Det er 16 mulige kombinationer, hvor du
kun ville kunne bruge en af dem.

67
00:03:55,202 --> 00:03:56,892
Fire qubits i superposition,

68
00:03:56,892 --> 00:04:00,892
vil dog kunne være i alle af
disse 16 kombinationer, på samme tid.

69
00:04:01,067 --> 00:04:04,727
Dette tal vokser eksponentielt
med hver ekstra qubit.

70
00:04:04,727 --> 00:04:08,727
20 af dem kan allerede opbevare
en million værdier, parallelt.

71
00:04:08,835 --> 00:04:12,565
Et meget mærkeligt og ikke-intuitivt
egenskab qubits kan have, er

72
00:04:12,565 --> 00:04:15,535
sammenblanding, en tæt forbindelse,
der får enhver af qubiterne

73
00:04:15,535 --> 00:04:18,605
til at reagere til en ændring i
de andres tilstand øjeblikkeligt,

74
00:04:18,605 --> 00:04:20,605
lige meget hvor langt de er fra hinanden.

75
00:04:20,666 --> 00:04:23,892
Dette betyder at når man måler
bare en lille indviklet qubit,

76
00:04:23,892 --> 00:04:28,042
vil du direkte kunne udlede egenskaberne
af deres partnere uden at skulle kigge.

77
00:04:28,122 --> 00:04:31,472
Qubitmanipulation
er ligeså en mind-bender.

78
00:04:31,473 --> 00:04:34,403
En normal logiske gate får
et simpelt sæt af input

79
00:04:34,403 --> 00:04:36,473
og producere derefter ét endeligt resultat.

80
00:04:36,550 --> 00:04:40,220
En kvantegate manipulerer
et input af superpositioner,

81
00:04:40,231 --> 00:04:44,841
roterer sandsynligheder, og producerer
en anden superposition som resultat.

82
00:04:45,271 --> 00:04:50,251
Så en kvantecomputer opsætter nogle qubiter,
tilføjer kvantegates til at indvikle dem,

83
00:04:50,251 --> 00:04:53,691
og manipulerer sandsynligheder,
og så måler den endeligt udkommet,

84
00:04:53,691 --> 00:04:57,691
kollapser superpositioner til en
faktisk sekvens med nuller og ettaller.

85
00:04:58,250 --> 00:05:01,290
Hvad det betyder er at du vil
få en masse udregninger

86
00:05:01,290 --> 00:05:04,920
som er mulige med dit setup,
alt færdigt på samme tid.

87
00:05:04,976 --> 00:05:07,426
I sidste ende kan du altså kun
måle ét af resultaterne,

88
00:05:07,426 --> 00:05:09,726
og det vil forhåbentligt
blive den du ønsker,

89
00:05:09,726 --> 00:05:12,868
så du bør måske lige
lave et doubletjek, og prøve igen.

90
00:05:12,908 --> 00:05:16,258
Men ved at udnytte superposition
og indvikling på en kløgtig måde,

91
00:05:16,258 --> 00:05:18,128
kan dette blive mere effektivt

92
00:05:18,149 --> 00:05:21,959
end hvad der nogensinde ville
være muligt på en normal computer.

93
00:05:22,061 --> 00:05:25,721
Så mens at kvantecomputere muligvis
ikke vil erstatte vores private computere,

94
00:05:25,722 --> 00:05:29,122
er de på visse områder ekstremt overlegne.

95
00:05:29,122 --> 00:05:31,152
En af de områder er databasesøgning.

96
00:05:31,152 --> 00:05:32,612
For a finde noget i en database,

97
00:05:32,612 --> 00:05:36,252
skal en normal computer muligvis teste
hver enkelte del af påstandende.

98
00:05:36,252 --> 00:05:39,482
Kvantealgoritmer behøver en
langt mindre del af den tid,

99
00:05:39,482 --> 00:05:42,942
hvilket for store databaser
gør en meget stor forskel.

100
00:05:42,942 --> 00:05:47,342
Den mest kendte brug af kvantecomputere
bliver brugt til at ruinere IT-sikkerheden.

101
00:05:47,358 --> 00:05:50,248
Lige nu bliver din browsing,
email og bankdata

102
00:05:50,248 --> 00:05:53,328
holdt sikkert af krypteringssystemer
hvor du giver enhver

103
00:05:53,328 --> 00:05:57,148
en offentligt kode til at indkode
beskeder som kun du kan afkode.

104
00:05:57,148 --> 00:06:00,088
Problemet er bare at dette
faktisk kan blive brugt

105
00:06:00,088 --> 00:06:02,848
til at udregne din hemmelige private nøgle.

106
00:06:02,848 --> 00:06:05,938
Heldigvis ville den nødvendige matematik
på enhver normal computer

107
00:06:05,938 --> 00:06:08,638
tage flere år af forsøg og fejl.

108
00:06:08,638 --> 00:06:11,058
Men en kvantecomputer
med eksponentiel hastighedsforøgelse

109
00:06:11,058 --> 00:06:12,788
ville kunne gøre det som var det leg.

110
00:06:12,788 --> 00:06:15,888
En anden meget spændende
ny brug er simulation.

111
00:06:15,888 --> 00:06:19,458
Simulation af kvanteverdenens
kræver rigtig meget,

112
00:06:19,458 --> 00:06:22,338
og selv for større strukturer,
såsom molekyler,

113
00:06:22,338 --> 00:06:24,898
mangler de ofte nøjagtigheden.

114
00:06:24,898 --> 00:06:28,998
Så hvorfor ikke simulere kvantefysik
med faktisk kvantefysik?

115
00:06:28,998 --> 00:06:32,488
Kvantesimulationer kunne bidrage
med nye syn på proteiner

116
00:06:32,488 --> 00:06:34,418
som ville revolutionere medicinindustrien.

117
00:06:34,418 --> 00:06:36,538
Lige nu ved man ikke
om kvantecomputere

118
00:06:36,538 --> 00:06:41,158
bare ville være et meget specialiceret værktøj,
eller en kæmpe revolution for menneskeheden.

119
00:06:41,158 --> 00:06:46,658
Vi har ingen idéer om hvor grænserne er,
og der er kun én måde at finde ud af det!

120
00:06:47,885 --> 00:06:50,915
Denne video er blevet støttet af
Australsk Akademi for Videnskab,

121
00:06:51,487 --> 00:06:54,477
som fremmer og støtter
ekspertise i videnskaben.

122
00:06:54,717 --> 00:06:56,837
Lær mere om dette emne og andre lignende

123
00:06:56,868 --> 00:06:58,945
på <http://nova.org.au/>.

124
00:06:59,025 --> 00:07:02,405
Det var en fornøjelse at arbejde med dem,
så se lidt på deres hjemmeside!

125
00:07:02,591 --> 00:07:06,751
Vores videoer er også blevet lavet mulig
ved hjælp af jeres støtte på Patreon.com.

126
00:07:06,996 --> 00:07:11,246
Hvis du ønsker at støtte os og blive en del
af Kurzgesagt fuglehær,

127
00:07:11,246 --> 00:07:14,030
så se lidt på vores Patreonside.

128
00:07:14,060 --> 00:07:17,000
Denne oversættelse er blevet skabt af:
Sebastian Winkelmann, Amara.org