Kvantdatorer utvecklas av team som arbetar inte bara på universitet utan även på Google, IBM, Microsoft och D-Wave, ett nystartat företag. Och saker och ting utvecklas snabbt, säger Nicolas Sangouard, SNSF professor vid universitetet i Basel. "Om högst några år, Jag förväntar mig att beräkningskraften hos kvantdatorer avsevärt kommer att överträffa beräkningskraften hos vanliga datorer. Vi kallar det "kvantöverhöghet"".

Sangouard och hans medarbetare visade nyligen hur man kontrollerar att dessa datorer är lämpliga för ändamålet. För de är inte bara kraftfulla utan också mycket känsliga:vissa arbetar vid extrema temperaturer så låga som 270 minusgrader. Forskarnas tillvägagångssätt gör det möjligt för dem att certifiera alla komponenter i en kvantdator – från kort- och långtidsminnet, till informationsbehandlare, till de omvandlare som krävs för att ansluta datorn till ett säkert kvantkommunikationsnätverk. Protokollet erbjuder en ytterligare fördel:det använder bara de komponenter som redan finns i datorn, sålunda undviker behovet av ytterligare anordningar. I princip, protokollet fungerar med alla typer av kvantdatorer, oavsett tekniken bakom.

En maskin som testar sig själv

"Kvantdatorernas kraft är det som gör dem svåra att certifiera, " säger Sangouard. "Även de snabbaste vanliga datorerna är för långsamma för att kontrollera beräkningarna som görs av sådana enheter." Dessutom, kvantdatorer kommer så småningom att kunna kommunicera med varandra säkert genom ett dedikerat kvantkommunikationsnätverk. Så det är viktigt att se till att de inte är en svag länk, säger Sangouard.

Därför har forskargruppen utvecklat en helt kvantcertifieringsmetod som använder datorns egna byggstenar. "Vi blev inspirerade av Bell-tester, som utarbetades av en fysiker som arbetade vid CERN på 1960-talet, " säger Sangouard. "Normalt, dessa tester används för att kontrollera om partiklar beter sig enligt kvantregler. Vi modifierade testerna för att göra det möjligt för dem att kontrollera funktionen hos de olika komponenterna i en kvantdator. Eftersom en sådan enhet i grunden är kapabel att göra testerna, vår procedur är mycket enkel att ställa in och kräver inga speciella färdigheter."

"Det som föranledde projektet var ett seminariesamtal av en vetenskapsman som bjudits in till universitetet i Basel, " säger Sangouard. "Föredraget handlade om en komplicerad aspekt av kvantfysiken, men vi var motiverade att översätta det till en användbar metod för kvantdatorer. För mig, det är ett perfekt exempel på hur en konferens inte bara är ett sätt att lära sig på ett passivt sätt utan också erbjuder betydande möjligheter att förnya."