Det är ingen överraskning att quantum computing har blivit en mediebesatthet. En funktionell och användbar kvantdator skulle representera en av århundradets mest djupgående tekniska prestationer.

För forskare som jag, spänningen är välkommen, men vissa påståenden som visas i populära butiker kan vara förvirrande.

En nyligen infunderad kontanter och uppmärksamhet från teknikjättarna har väckt analytikers intresse, som nu är ivriga att förkunna ett genombrott i utvecklingen av denna extraordinära teknik.

Quantum computing beskrivs som "precis runt hörnet", väntar helt enkelt på teknikens förmåga och entreprenörsanda i tekniksektorn för att förverkliga sin fulla potential.

Vad är sanningen? Är vi verkligen bara några år från att ha kvantdatorer som kan bryta alla onlinesäkerhetssystem? Nu när teknikjättarna är engagerade, lutar vi oss tillbaka och väntar på att de ska leverera? Är det nu allt "bara teknik"?

Varför bryr vi oss så mycket om kvantberäkning?

Kvantdatorer är maskiner som använder kvantfysikens regler - med andra ord, fysiken för mycket små saker - att koda och bearbeta information på nya sätt.

De utnyttjar den ovanliga fysiken vi hittar på dessa små skalor, fysik som trotsar vår dagliga upplevelse, för att lösa problem som är exceptionellt utmanande för "klassiska" datorer. Tänk inte bara på kvantdatorer som snabbare versioner av dagens datorer - tänk på dem som datorer som fungerar på ett helt nytt sätt. De två är lika olika som en abacus och en PC.

De kan (i princip) lösa hårt, högt ställda frågor inom områden som kodbrytning, Sök, kemi och fysik.

Den främsta bland dessa är "factoring":att hitta de två primtalen, bara delbart med en och sig själva, som när de multipliceras tillsammans når ett målnummer. Till exempel, huvudfaktorerna 15 är 3 och 5.

Så enkelt som det ser ut, när antalet som ska räknas in blir stort, säg 1, 000 siffror långt, problemet är faktiskt omöjligt för en klassisk dator. Det faktum att detta problem är så svårt för någon konventionell dator är hur vi säkrar de flesta internetkommunikationer, till exempel genom kryptering med offentlig nyckel.

Vissa kvantdatorer är kända för att utföra factoring exponentiellt snabbare än någon klassisk superdator. Men att konkurrera med en superdator kommer fortfarande att kräva en ganska stor kvantdator.

Pengar förändrar allt

Quantum computing började som en unik disciplin i slutet av 1990 -talet då den amerikanska regeringen, medveten om den nyligen upptäckta potentialen hos dessa maskiner för kodbrytning, började investera i universitetsforskning

Fältet samlade lag från hela världen, inklusive Australien, där vi nu har två Centers of Excellence i kvantteknik (författaren är en del av Center of Excellence for Engineered Quantum Systems).

Men det akademiska fokuset skiftar nu, till viss del, till industrin.

IBM har länge haft ett grundläggande forskningsprogram inom området. Det fick nyligen sällskap av Google, som investerade i ett University of California -team, och Microsoft, som har samarbetat med akademiker globalt, inklusive University of Sydney.

Till synes luktar blod i vattnet, Riskkapitalister i Silicon Valley började också nyligen investera i nya startups som arbetar med att bygga kvantdatorer.

Medierna har av misstag sett kommersiella aktörers inträde som upphovet till den senaste tekniska accelerationen, snarare än a svar till dessa framsteg.

Så nu hittar vi en mängd konkurrerande påståenden om det senaste inom området. vart fältet går, och vem kommer att nå slutmålet-en storskalig kvantdator-först.

Den senaste tekniken i den konstigaste tekniken

Konventionella datormikroprocessorer kan ha mer än en miljard grundläggande logiska element, känd som transistorer. I kvantsystem, de grundläggande kvantlogiska enheterna kallas qubits, och för tillfället, de är mestadels i intervallet ett dussin.

Sådana enheter är exceptionellt spännande för forskare och representerar enorma framsteg, men de är lite mer än leksaker ur ett praktiskt perspektiv. De är inte i närheten av vad som krävs för factoring eller någon annan applikation - de är för små och har för många fel, trots vad de häftiga rubrikerna kan lova.

Till exempel, det är inte ens lätt att svara på frågan om vilket system som har de bästa qubitsna just nu.

Tänk på de två dominerande teknikerna. Lag som använder instängda joner har qubits som är resistenta mot fel, men relativt långsamt. Lag som använder superledande qubits (inklusive IBM och Google) har relativt felbenägna qubits som är mycket snabbare, och kan vara lättare att replikera på kort sikt.

Vilket är bättre? Det finns inget direkt svar. En kvantdator med många qubits som lider av många fel är inte nödvändigtvis mer användbar än en mycket liten maskin med mycket stabila qubits.

Eftersom kvantdatorer också kan ha olika former (allmänt ändamål kontra skräddarsydda för en applikation), vi kan inte ens komma överens om vilket system som för närvarande har den största uppsättningen funktioner.

Liknande, det finns nu till synes oändlig konkurrens om förenklade mätvärden, till exempel antalet qubits. Fem, 16, snart 49! Frågan om en kvantdator är användbar definieras av mycket mer än detta.

Vart härifrån?

Det har varit ett medialt fokus på sistone för att uppnå "kvantöverlägsenhet". Detta är den punkt där en kvantdator överträffar sin bästa klassiska motsvarighet, och att nå detta skulle absolut markera ett viktigt konceptuellt framsteg inom kvantberäkning.

Men förväxla inte "kvantöverlägsenhet" med "nytta".

Vissa kvantdatorforskare försöker utarbeta lite otrevliga problem som kan göra det möjligt att nå kvantöverlägsenhet med, säga, 50-100 qubits-antalet kan nås inom de närmaste åren.

Att uppnå kvantöverlägsenhet betyder inte heller att dessa maskiner kommer att vara användbara, eller att vägen till stora maskiner kommer att bli tydlig.

Dessutom, vi måste fortfarande ta reda på hur vi ska hantera fel. Klassiska datorer drabbas sällan av maskinvarufel - "dödens blå skärm" kommer vanligtvis från programvarubuggar, snarare än maskinvarufel. Sannolikheten för maskinvarufel är vanligtvis mindre än något liknande en på en miljard-kvadrillion, eller 10 ^-24 i vetenskaplig notering.

Den bästa kvantdatorhårdvaran, å andra sidan, uppnår vanligtvis bara ungefär en av tio, 000, eller 10 ^-4. Det är 20 storleksordningar värre.

Är allt bara teknik?

Vi ser en långsam krypning i antalet qubits i de mest avancerade systemen, och smarta forskare funderar på problem som med fördel kan hanteras med små kvantdatorer som innehåller bara några hundra qubits.

Men vi står fortfarande inför många grundläggande frågor om hur man bygger, hantera eller till och med validera prestandan för de storskaliga system som vi ibland hör är precis runt hörnet.

Som ett exempel, om vi byggde en helt "felkorrigerad" kvantdator i skala med de miljoner qubits som krävs för användbar factoring, så långt vi kan se, det skulle representera ett helt nytt tillstånd. Det är ganska fundamentalt.

I detta skede, det finns ingen tydlig väg till de miljontals felkorrigerade qubits som vi anser krävs för att bygga en användbar factoring-maskin. Nuvarande globala insatser (där denna författare är en deltagare) försöker bygga bara en felkorrigerad qubit som ska levereras om fem år från nu.

Vid slutet av dagen, inget av lagen som nämns ovan kommer sannolikt att bygga en användbar kvantdator under 2017 ... eller 2018. Men det borde inte oroa sig när det finns så många spännande frågor att svara på under vägen.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.