Kvantdatorer – datorer som utnyttjat kvantteoretiska principer för att höja sin prestanda – kan hantera allt fler kvantbitar. Men när vi kommit upp i ett par hundra kvantbitar kommer kvandatorerna att ge upp.

Kvantberäkningarna kommer att tappa i precision och förlora sin fördel mot klassiska datorer när den idealiserade kvanttteorin möter den bistra verkligheten. 

Det föreslår fysikern Tim Palmer, som fått sin teori publicerad i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences. 

Han presenterar en justering av kvantmekanikens matematik som motsvarar vad vi faktiskt kommer att se när vi kommer upp i ett par hundra kvantbitar. 

Och framför allt – för snacka går ju! – föreslår han experiment som kommer att kunna visa om hans justering gäller. Med tanke på det tempo som utvecklingen går i nu är det kanske bara ett par år kvar tills hans teori kan testas.

Det finns en utbredd rädsla för kvantdatorer. Om de faktiskt går att bygga efter klassiska  kvantmekaniska spelregler kommer de att kunna användas för att knäcka krypton som är säkra mot klassiska datorer.

Därför satsar länder jorden runt forskningspengar på utveckling av kvantdatorer. Om några år kanske vi får veta att de pengarna var kastade i sjön.

Kvantmekanik är en framgångsrik teori som hittills klarat varje test den utsatts för. Samtidigt har den ointuitiva konsekvenser som icke-lokalitet och Schrödingers katt.

Tim Palmer tror sig kunna laga teorin och göra den mer intuitiv. Tyvärr – eller som bonus – beroende på varifrån du kommer – kommer lagningen att ha sönder kvantdatorerna.

Det som han ändrar är kvantmekanikens utnyttjande av imaginära tal och av kontinuerlig matematik. ”Kvant”-mekanik låter redan som om den handlar om diskret matematik, men så är det alltså inte.

– Kvantmekanik är mer fundamentalt beroende av reella och komplexa tal än klassisk fysik, säger Tim Palmer i ett pressmeddelande från Oxfords universitet.

– Utan kontinuiteter blir grundaxiomen matematiskt inkonsistenta. Kvantmekaniken faller sönder till ett inkoherent kaos.

Tim Palmer kallar sin teori för rationell kvantmekanik (RAQM) eftersom han byter ut de komplexa talen mot rationella tal – det vill säga vanliga bråktal. Kontinuniteten försvinner men den matametiska strukturen är i övrigt densamma.

– Det kan uppfattas som att jag gör en minimal justering av Km, men  den får djupgående konsekvenser. 

Här är ytterligare en bonus. Den stackars Schrödings katt – om du har talas om den – som inte vet inte den är levande eller död – blir i Palmers teori äntligen antingen det ena eller det andra.

Kvantmekanik utspelar sig på en arena som kallas för ett hilbertrum – en matematisk konstruktion som först definierades av matematikern David Hilbert och senare erövrades av fysiker för att användas i deras kvantteorier.

David Hilbert själv skulle kanske ha ställt sig på Tim Palmers sida? Han ansåg att koncepten oändlighet och infinitesimalt (oändligt delbart) inte kunde finnas i verkligheten.

Läs mer i pressmeddelandet eller i Palmers artikel.