Daily Archives: June 15, 2014

Forskere finder den magiske ingrediens for kvantecomputere

Selvom utallige forskere verden over arbejder på at udvikle kvantecomputere, så har man på det teoretiske niveau haft en meget mangelfuld viden om, hvad der gør, at kvantecomputere for visse problemer har mulighed for at regne eksponentielt hurtigere end konventionelle computere.

Det redegør Joseph Emerson fra University of Waterloo i Canada sammen med tre kolleger for i en ny artikel publiceret online af det videnskabelige tidsskrift Nature – hvor de samtidig fortæller, at de nu har fundet svaret.

Det er det noget mystiske begreb kvantekontekstualitet, som til trods for, at det har været kendt gennem næsten 50 år, uden for snævre fagkredse ikke er nær så omtalt som eksempelvis det beslægtede begreb entanglement, der er forbundet med sammenfiltrede kvantetilstande for to partikler eller systemer.

Kvantekontekstualitet vender vi tilbage til.

Entanglement kan ikke være hele forklaringen

De fleste beskrivelser af kvantecomputere og de små kvantecomputere, som findes i dag, benytter entanglede partikler, som er bragt i en superposition af to kvantetilstande, der beregningsmæssigt kan repræsentere henholdsvise ‘0’ og ‘1’.

Først ved en måling af en af de to entanglede partikler kollapser bølgefunktionen, for at bruge fagsprogets terminologi, og partiklen vil repræsentere enten ‘0’ eller ‘1’, og dens entanglede makker vil repræsentere den modsatte værdi.

En lang række eksperimenter og teoretiske studier har dog vist, at et begreb som kvantediskord eller kvanteuoverstemmelse også kan give beregningsmæssige fordele.

Læs også: Korrelationer kan bane vej for praktiske kvantesystemer

Hvor det i praksis er meget vanskeligt at opretholde entanglement mellem partikler, så er kvantediskord mere anvendeligt i praksis. Der er dog stadig knyttet en del spørgsmål til, hvordan og hvornår kvantediskord kan udnyttes i praksis.

Teori og eksperimenter omkring kvantediskord viser dog, at entanglement nok er anvendeligt for kvantecomputere, men det kan ikke være det grundlæggende begreb.

Destillation af magiske tilstande

For at omgå problemer med støj, der ødelægger velpræparerede kvantetilstande som entanglement, anvender man i kvantecomputere en teknik baseret på fejlkorrigering, der kendes som Magic State Distillation (MSD).

Joseph Emerson og co. har nu gennemført et bevis for, at kun sådanne magiske tilstande, der baserer sig på kvantekontekstualitet, giver en beregningsmæssig gevinst i kvantecomputere.

Kontekstualitet dækker over, at i kvantesystemer kan man eksempelvis ikke måle et ‘rigtigt’ spin for partiklen. Måleprocessen har betydning for, hvilket spin man kan måle.

I en pressemeddelelse fra University of Waterloo forklarer Joseph Emerson forskellen mellem klassiske og kvantesystemer på denne måde.

Forestil dig, at du har et spillekort med bagsiden opad. Det kan enten være rødt eller sort.. Der er to mulige udfald, når du vender kortet.

Forestil dig nu, at du skal placere ni kort i tre rækker og tre søjler. Kvantemekanikken forudsiger, at der skal være et lige antal kort i hver række og et ulige antal kort i hver søjle. Men det er umuligt at placere kortene på denne måde. Forklaringen er, at kvantemålinger ikke kan fortolkes, som om de åbenbarer en forudbestemt egenskab, som når man vender et spillekort.


Trekanten repræsenterer kvantetilstande, der ikke er ‘magiske’ og som ikke udviser kontekstualitet. Tilstande uden for trekanten udviser kontekstualitet og kan anvendes til kvanteberegninger. (Grafik: University of Waterloo)

Kontekstualitet er begrebet, der mere præcist beskriver dette forhold.

Det fik sin formelle betydning og indhold i forbindelse med det såkaldte Kochen-Specker no-go teorem fra 1967, der som Bells teorem fra 1964 har relation til debatten mellem Einstein og Bohr i 1930’erne om kvantemekanikkens fundament.

Læs også: Vinder af Niels Bohr-medalje anede ikke, hvad hans berømte eksperiment ville vise

Qubit, qutrit og qudit

I artiklen i Nature betragter forskerne mere generelle kvantesystemer end systemer baseret på qubit, der dækker over, at kvantetilstanden kan repræsentere 0 eller 1.

Der er intet i vejen for, at kvanteinformation kan repræsentere tre tilstande, så taler man om en qutrit, eller mere generelt D-tilstande, og så taler man om en qudit.

Det formelle bevis i artiklen viser, at for alle systemer baseret på qudit med et antal tilstande givet ved et ulige primtal (3, 7, 11 osv.) er kontekstualitet et nødvendigt krav for kvanteberegninger baseret på magic state destillation.

For det mere interessante tilfælde med qubit (D=2) er beviset ikke fuldendt.

Stephen Bartlett fra University of Sydney i Australien skriver i en kommentar i Nature, at det kan skyldes, at den anvendte metode ikke har været direkte brugbar til at behandle dette tilfælde, eller det kan dække over noget dybere. Her er stadig noget for teoretikerne at arbejde med.

Han peger dog på, at det ikke kun er en teoretisk tilfredsstillelse, at man nu kender en forbindelse mellem kontekstualitet og kvantecomputere.

»Det kan gøre det muligt at finde bedre arkitektur for kvantemaskiner,« skriver Stephen Bartlett.

Joseph Emerson selv mener, at indsigten kan være med til at sætte et mål for, hvad eksperimentalfysikere skal opå, hvis de skal bygge en kvantecomputer, der er anvendelig i praksis.

Posted in computer.

Erhvervslivet savner medarbejdere med fornemmelse for matematik

Samfundet bliver mere produktivt, hvis flere lærer matematik.

Det var et af de resultater, som regeringens produktivitetskommission kom frem til, og som kommissionens formand, økonomiprofessor og tidligere overvismand Peter Birch Sørensen, for nylig gentog ved konferencen Fremtidens Matematik. Her drøftede undervisere på universiteter og gymnasier sammen med repræsentanter fra erhvervs­livet behovet for matematiske kompetencer hos de nyuddannede.

Peter Birch Sørensen er sproglig student, men fortalte, at han som førsteårsstuderende på økonomi­studiet lærte at se skønheden i og nytten af matematikken.

Det skulle mange flere gerne i fremtiden, men det store spørgsmål er, hvilke kompetencer de nyuddannede skal have, og hvordan in­sti­tu­tio­ner­ne bedst gennem deres undervisning giver dem de kompetencer.

Plads til forbedringer

Erhvervsvirksomheder, som er storforbrugere af ingeniører, matematikere og fysikere, mente, der er plads til forbedringer:

»Mange danske ingeniører har et skræmmende lavt matematisk niveau,« sagde Morten Grum, Innovation Manager hos Krüger A/S, der er specialist i vandrensning.

Krüger A/S indgår i den franske Veolia-gruppe, og Morten Grum fremhævede netop franske ingeniører for at have bedre matematiske kundskaber.

Nok kan de fleste danske ingeniører regne og bruge deres matematiske hjælpeværktøjer og programmer, men mange mangler en ‘fornemmelse’ for matematik, var den generelle holdning på konferencen.

Kendetegnet for flere virksomheder – hvad enten de laver matematiske analyser af medicinske forsøgsdata, algoritmer til handel med værdipapirer eller programmer til styring af forsikrings- og pensionsforpligtelser – er, at de arbejder med modeller for dynamiske systemer baseret på differentialligninger under stokastisk usikkerhed.

Det kræver bl.a., at de matematisk orienterede medarbejdere kan programmere og anvende professionelle matematiske hjælpeværktøjer.

»Det er essentielt med flair for programmering, og at man har erfaring hermed fra studiet,« sagde Johan Olsen fra Edlund A/S, der laver programmer til forsikringsbranchen.

»Så er det mere ligegyldigt, om det er Sharp, Fortran, C++ eller noget helt andet.«

Tavle, papir og blyant

Men det kræver mere end det, fortalte Jonas Lundbeck Hansen, der er chef for Algo Quant enheden i Nordea Markets.

»Vi anvender Matlab, men når vi går i gang med en ny opgave, bruger vi tavle, papir og blyant,« siger han og tilføjer, at en kandidatgrad fra et matematisk orienteret studie ikke er en garanti for, at de basale matematiske kompetencer er i orden.

Han efterspørger dybe matematiske kompetencer og advarer om, at tværfaglighed i studiet, hvor man lærer en masse ord og begreber, går ud over dybden.

Ticra A/S udvikler verdensførende software til design af antenner til bl.a. satellitter. Det er en opgave, som kort kan beskrives som en ikke-lineær optimering af store datasæt, som, hvis man ikke tænker sig om, kan kræve op til en hukommelse på 1.500 terabyte – og derfor i praksis er uløselig, medmindre der tilføres en passende mængde matematisk snilde.

»Som en mindre virksomhed har vi brug for, at nye medarbejdere har en bred vifte af matematiske kompetencer,« sagde virksomhedens direktør, Michael Lumholt.

Qua sine leverancer til satellit­industrien er Ticra A/S ofte rubriceret som en rumfartsvirksomhed.

»Men det er ikke os, der har efterspurgt en ny uddannelse til rumfartsingeniør,« sagde Michael Lumholt, der hellere vil ansætte generalister end specialister.

Han mener, at det er vigtigt at fokusere på forståelse og formidling af fordele og ulemper ved forskellige løsninger til samme problem – der er nemlig altid flere løsningsmetoder at vælge mellem – end at specialisere sig alt for meget i uddannelsen.

Skal man kort ridse erhvervslivets ønsker op til deres matematikspecialister, så skal de have et bredt teoretisk fundament, de skal kunne arbejde med modeller, programmere og bruge matematiske hjælpeværktøjer. Men først og fremmest skal de have en fornemmelse for matematik. Hvordan det skal sikres i undervisningen, står til gengæld ikke helt klart efter konferencen.

Posted in computer.

Sådan får Storebæltsbroens hovedkabler tørt på

Se teknikken og metoderne bag den renovering af Storebæltsbroens hovedkabler, som netop nu er i gang højt over vejbanen.

Posted in computer.

Specialister på kravlende platform pakker Storebæltsbroens kabler ind

Bilister, der kører over Storebæltsbroen i sommerperioden, vil måske bemærke nogle blå container­lignende platforme, der højt over kørebanen omslutter de 3 km lange hovedkabler, der bærer vejbanen fra betalingsanlægget i Korsør til Sprogø.

Det er såkaldte kabelkravlere, hvorfra specialister fra det britiske firma Spencer Group siden april har arbejdet med at bevikle hovedkablerne med en plasticmembran. Derved bliver kablernene til lange rør, hvis mange hulrum bagefter kan blæses igennem med tør luft for at undgå korrosion.

På en skyfri majdag tog Ingeniøren gåturen langs hovedkablerne op i en af de fire platforme sammen med driftsleder Ernst Laursen, der siden 1989 har arbejdet på Storebælt. Om begrundelsen for det 70 mio. kr. dyre udluftningsarbejde siger han:

»Hovedkablerne består af 18.648 stålwirer og 21 procent hulrum, hvor der kan opstå fugt og rustdannelse. Kablerne har ikke problemer med rust endnu, men arbejdet skal gøres før eller siden, og når vi er færdige til oktober, skal kablerne ikke vedligeholdes i resten af broens levetid.«

I selve kabelkravleren er der ikke tid til at nyde den storslåede udsigt fra 130 meters højde for de fire arbejdere fra England og Litauen, der ubesværet bevæger sig rundt i det smalle gangareal på begge sider af kablet.

Arbejdet med at bevikle kablet og varme plasticmembranen fast efter beviklingsprocessen foregår i etaper, der følger de 24 meter lange sektioner mellem kabelklemmerne, og platformen bevæger sig op ad kablet ved hjælp af en hydraulisk motor og spændes fast i den ønskede position.

Af sikkerhedsmæssige årsager udføres arbejdet ikke i regnvejr og vindhastigheder over 15 m/s, da adgangen da bliver for risikabel.

Specialløsning til Storebælt

I nye broer er selve udluftningsteknologien en integreret del af konstruktionen, men til Storebæltsbroen måtte Spencer Group fremstille den hidtil største udgave af deres Cable Craw­ler System, som tidligere er blevet benyttet ved affugtningsopgaver på Humber Bridge i England og Älvsborgsbron i Göteborg i Sverige.

Efter 20 minutters ophold i platformen går den hårrejsende tur ned ad hovedkablet til affugtningsanlæggets styreboks, som står i bunkerlignende omgivelser nede under ankerblokhusene.

Herfra overvåges temperatur og flow mellem indblæsnings- og udblæsningsmuffer, og driftsfolkene kan samtidig måle luftfugtigheden i kablerne.«

Tilbage i nødsporet slutter vores besøg i servicevognen, der sætter kursen tilbage mod fastlandet.

Arbejdet med at affugte kablerne foregår helt uden at genere trafikken på broen, og arbejdet forventes færdigt til oktober – afhængigt af, hvordan det lunefulde danske sommervejr arter sig.

Posted in computer.

Se kabelkravlerne bevikle Storebæltsbroens kabler

Højt over kørebanen på Storebæltsbroen er britiske eksperter i fuld gang med at affugte og bevikle hovedkablerne på Østbroen. Ingeniøren tog en dag i maj den hårrejsende tur op ad hovedkablet for at følge specialisternes arbejde og nyde den storslåede udsigt.

Posted in computer.

Rapport fra verdens største spilmesse: Er Kinect allerede dødt?





Los Angeles: Spilmessen Electronic Entertainment Expo, også blot kaldet E3, er et gedemarked. Verdens største spilmesse er netop løbet af stablen i Los Angeles, og det er et show bestående af nøje koreograferede pressekonferencer og to dages regulær messe, som ikke blot skal forføre alverdens journalister men også de hundredetusindevis af spilfans, som følger med via websider og streams.

Antallet af nye spil der vises frem er så overvældende, at det hele synes at drukne i hinanden. Larm, musik, planlagt æstetik og flot klippede trailere får til sidst alle indtrykkene til at stå uklart, og pludselig er det glemt, at en stor del af spiltitlerne enten først udkommer i 2015 eller rent faktisk ikke er værd at spille.

Vi har valgt at bide mærke i nogle få tendenser og spil ved dette års E3.

Glem alt om Kinect
Xbox One fik endelig en dansk udgivelsesdato – den 5. september 2014. Godt et år efter Microsoft oprindeligt lancerede konsollen.

To versioner bliver tilgængelige på de danske hylder, dels den komplette Xbox One inklusive bevægelsessensoren Kinect til 3.899 kr, men også Xbox One versionen uden Kinect til 3.299 kr.

Og det er denne del, der er den mest interessante del ved E3 i år – og specielt de ting Microsoft ikke rigtig sagde noget om. I ugen op til E3 bekræftede Microsoft nemlig, at ved ikke at skulle tage hensyn til bevægelsessensoren Kinect vil spiludviklere fremadrettet kunne trække omkring 10 procent ekstra systemressourcer ud af Xbox One.

Denne oplysning er interessant at have i baghovedet, når Xbox pressekonferencen ses igennem. For når Xbox-chefen Phil Spenser erklærede, at nu skulle det kun handle om spil, betød det ikke kun, at Microsoft gik meget stille med dørene i forhold til Xbox Ones streaming- og mediefunktionalitet. Det indebar også, at Kinect- og bevægelsesspil havde en endda meget lille rolle at spille.

Det virker nærmest, som om Microsoft nu slæber afsted med deres Kinect-controller efter sig som en halvdød rotte i snor, og at den meget vel kunne ende på hylden med falleret hardware side om side med det eksterne HD DVD-drev, som blev lanceret til Xbox 360.

Spilserier strækkes tynde
Vi ser hvert år, at spiludviklere stille og roligt har fjernet spilserier så langt fra deres oprindelige udgangspunkt, at det er svært at se hvad der binder udgivelserne sammen – dette kommer for eksempel meget tydeligt til udtryk i Call of Duty- og Battlefield-serierne fra henholdsvis Activision og Electronic Arts, som i dag ikke har meget at gøre med begge seriers oprindelige udgangspunkt i Anden Verdenskrig.

Seneste skud i Battlefield-serien har således undertitlen Hardline, og fokuserer på røvere og politi i en storby – ikke noget skidt udgangspunkt for en multiplayer actionoplevelse, men som serie er det mest spiludvikleren DICEs underliggende Frostbite-tekkonogi der binder tingene sammen. Det er måden våben fungerer på, figurernes bevægelser og grafik – selve spillets sprog så at sige – som for Battlefield-fans skaber sammenhængen. Det er spil som teknologi, de er fans af.

Det er ikke overraskende, at en spiludgiver som Electronic Arts holder fast i Battlefield som den sikre hest. Det koster en formue at få succes med en ny spilserie i det hårde konkurrencemiljø, som AAA-spil udgør, og Electronic Arts tager derfor traditionelt meget få chancer.

Men det gør på den anden side ingen af de større spiludgivere netop i denne mellemliggende fase, hvor vi stille og roligt er ved at skifte til en næstegenerations konsol, og spiludgivere og forbrugerne derfor ikke rigtig ved, hvor de har hinanden.



Spiludvikleren Tim Shafer med brevet fra 10-årige Sally – måske …


Rejsearrangør i dødsriget


Sony modtager hvert år massevis af breve fra fans med ønsker til spiludgivelser – et enkelt af disse breve nåede frem til Sonys pressekonference. Brevet fra ti-årige Sally, der fandt det beklageligt, at hun var så ung, at hun ikke havde mulighed for at opleve spilklassikere som for eksempel dem, spiludvikleren Tim Shafer har lavet.

Brevet og hele opbygningen er selvfølgelig pr-koordineret fis og ballade, som skal afsløre brevet i netop Tim Shafers hænder, inden det bekendtgøres at hans klassiske adventurespil Grim Fandango er på vej til PlayStation 4 i en såkaldt remastered udgave.

Hvad der præcis ligger i denne formulering vides endnu ikke, da der ikke blev vist andet frem end koncepttegninger fra spillet – men lad os blot sætte næsen op efter en poleret og teknisk opdateret udgave af historien om Manuel “Manny” Calavera, der er rejsearrangør i det mexicanske dødsrige.

Den kyniske vinkel på, hvorfor Sony vælger at lægge platform til genudgivelsen af et 15 år gammelt adventurespil hælder mod, at Sony på denne måde kan overbevise spilfans omkring 40′erne om, at PlayStation 4 er det rette valg af konsol. Men udgivelsen af denne regulære klassiker bør også tages som et udtryk for, at der findes et voksende spilpublikum, som sætter netop historie og stemning højere end ren rå (kedelig) action.

Dystre danskere
Det var med de nationale briller på herligt at se Xbox-chefen Phil Spenser træde på scenen mod slutningen af Xbox-pressekonferencen iført en T-shirt fra spillet Limbo, som blev en stor succes for den danske spiludvikler Playdead på i første omgang Xbox.

Et spil Phil Spenser på scenen kaldte for en af sine personlige favoritter, inden der blev blændet op for traileren til Playdeads kommende spil Inside.

Inside var tidligere kendt under det noget hemmelighedsfulde navn Project 2, der allerede i 2011 modtog en million kroner fra Den Danske Spilstøtteordning – det højeste beløb uddelt nogensinde, til et spil.

Playdead har med Inside rent teknologisk bevæget sig over på den ligeledes danskudviklede spilplatform Unity, mens tonen i spillet stadig synes både mismodig, mørk og skræmmende. Noget vi først får at se ved selvsyn, når Inside udkommer i 2015.


Millionsællert til pc
Det var ikke nogen overvældende stor overraskelse, at spiludvikleren Rockstar Game benyttede E3 til at fortælle, at deres Grand Theft Auto V udkommer til såvel pc som PlayStation 4 og Xbox One senere i år. Blot rart at få bekræftet.

Siden spillet udkom i september sidste år, har det solgt i omegnen af34 millioner eksemplarer – alene i Norden solgte spillet 500.000 eksemplarer.

Det er salgstal, som Rockstar Games selvfølgelig gerne lægge yderligere til, ved at udgive en version til næste generationskonsollerne i tide til julesalget 2014.

Kernen i spillet forbliver uændret, men Rockstar Games lover, at den øgede mængde hestekræfter i såvel de nye konsoller som pc’en vil blive udnyttet til forbedringer i teksturer og grafik.

Samtidig bliver det muligt for konsolspillere at importere deres figurer fra enten Xbox 360 eller PlayStation 3 til den nye version af spillet.

Posted in computer.