Jautājumi un atbildes: Sets Loids

Sets Loids, MIT mašīnbūves profesors, ir viens no kvantu skaitļošanas pionieriem: viņš ierosināja pirmo tehnoloģiski īstenojamo kvantu datora dizainu. Ja cilvēki kādreiz izveidos noderīgu, universālu kvantu datoru, tas būs daudz parādā Loidam. Šī gada sākumā viņš publicēja populāru ievadu kvantu teorijā un skaitļošanā ar nosaukumu Visuma programmēšana , kas izvirzīja pārsteidzošo tēzi, ka Visums ir pati par sevi kvantu dators.

Kredīts: Ed Quinn

Tehnoloģiju apskats: Savā jaunajā grāmatā jūs esat apbrīnojami atklāts: jūs rakstāt: Visums ir neatšķirami no kvantu datora. Kā tā var būt patiesība?

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2006. gada jūlija numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Sets Loids: Es zinu, ka tas izklausās traki. Es jūtos atvainojoties, kad es to saku. Un cilvēki, kuri ir apskatījuši grāmatu, to uztver kā metaforu. Bet patiesībā tas tā ir. Mēs nevarētu izveidot kvantu datorus, ja vien Visums nebūtu kvantu un skaitļošana. Mēs varam uzbūvēt šādas mašīnas, jo Visums uzglabā un apstrādā informāciju kvantu valstībā. Kad mēs veidojam kvantu datorus, mēs nolaupam šos pamatā esošos aprēķinus, lai liktu tiem paveikt to, ko mēs vēlamies: maz un/vai/ne aprēķini. Mēs ielaužamies Visumā.

TR: Jūsu kritiķiem var tikt piedots, ka viņi domā, ka esat rakstījis metaforiski. Katrā laikmetā zinātnieki ir pielīdzinājuši Visumu vissarežģītākajām tehnoloģijām, ko viņi zināja. Ņūtons domāja, ka Visums ir kā pulkstenis.

SL: Jūs varētu būt atklātāks: Loids veido kvantu datorus; tāpēc Loids domā, ka Visums ir kvantu dators. Bet es domāju, ka tas ir negodīgi.

TR: Jūs tam ticat no īstā brīža: tas ir, ka informācija ir Visuma fiziska īpašība un ka informācija rada sarežģītāku informāciju — un līdz ar to arī visu fenomenālo pasauli.

SL: Iedomājieties elektronu, ko parasts dators izmanto datu glabāšanai. Kā ar to var būt saistīta informācija? Elektrons var būt šeit vai tur. Tātad tas reģistrē nedaudz informācijas, vienu no divām iespējām: ieslēgt vai izslēgt.

TR: Protams, bet kā ietekmē informācijas daudzums palielināt ?

SL: Ja jūs meklējat vietas, kur fizikas likumi ļauj ievadīt informāciju Visumā, jums ir jāmeklē kvantu mehānika. Kvantu mehānikā ir process, ko sauc par dekoherenci, kas notiek, piemēram, mērīšanas laikā. Kubits [vai kvantu bits], kas dīvainā kārtā šeit bija abi un te pēkšņi ir vai tur. Informācija ir pievienota Visumam.

TR: Un kāpēc Visums mēdz būt sarežģīts?

SL: Šis priekšstats par Visumu kā milzīgu kvantu datoru sniedz jums kaut ko jaunu un svarīgu, ko jūs nesaņemat no parastajiem fizikas likumiem. Ja paskatās 13,8 miljardus gadu atpakaļ līdz Visuma sākumam, sākotnējais stāvoklis bija ārkārtīgi vienkāršs, un tā aprakstīšanai bija nepieciešami tikai daži biti. Bet es redzu uz tava galda sarežģītu, ļoti skaistu orhideju – kur velns vai visa šī sarežģītā informācija nāk no? Fizikas likumi par šo jautājumu klusē. Viņiem nav izskaidrojuma. Tajos nav iekodētas ilgas pēc sarežģītības.

TR: [Pilnīgi apmulsis] hmm…

SL: Vai Visums varēja rasties no pilnīgas nejaušības? Nē. Ja iedomājamies, ka katra elementārdaļiņa bija pērtiķis, kas kopš laika sākuma raksta ar maksimālo ātrumu, ko pieļauj fizikas likumi, garākais posms Hamlets ko varēja ģenerēt, ir kaut kas līdzīgs Būt vai nebūt, tas ir – . Bet iedomājieties, ka pērtiķi raksta plkst datori kas atpazīst nejaušo stulbumu kā programmu. Algoritmiskās informācijas teorija parāda, ka ir īsas, nejauša izskata programmas, kuru dēļ dators var pierakstīt visus fizikas likumus. Tātad, lai Visums būtu sarežģīts, jums ir nepieciešama nejauša ģenerēšana, un jums ir nepieciešams kaut kas, lai apstrādātu šo informāciju saskaņā ar dažiem vienkāršiem noteikumiem: citiem vārdiem sakot, kvantu dators.

TR: Praktiskāk: cik tālu mēs esam no plaši izmantotiem, komerciāliem kvantu skaitļošanas lietojumiem?

SL: Mūsdienās lielākajam universālajam kvantu datoram ir tikai ducis bitu. Tātad mēs esam vismaz desmit vai divu gadu attālumā. Bet mēs jau esam izveidojuši kvantu datorus, kas simulē citas kvantu sistēmas: jūs varētu tos saukt par kvantu analogs datori. Šīs mazās mašīnas var veikt aprēķinus, kuriem būtu nepieciešams parasts dators, kas ir lielāks par Visumu.

TR: Kāda ir nākamā lielā lieta, kas jāpaveic kvantu skaitļošanā?

SL: No tehno-geek, eksperimentālistu viedokļa tā ir mikroskopiskās kvantu pasaules nomierināšana. Tur lejā ir mežonīgie rietumi.

TR: Visuma programmēšana noslēdz ar personisku piezīmi. Jūs aprakstāt, kā jūsu draugs Haincs Pagels, slavens fiziķis, nomira, dodoties pārgājienā ar jums Kolorādo. Jūs atrodat zināmu mierinājumu savā universālās kvantu skaitļošanas teorijā: bet mēs neesam viņu pilnībā pazaudējuši. Kamēr viņš dzīvoja, Heincs ieprogrammēja savu Visuma gabalu. Rezultātā iegūtais aprēķins atklājas mūsos un ap mums…

SL: Tas ir diezgan slikts mierinājums, ja kāds, kuru tu mīli, ir miris. Bet tas ir patiesāks mierinājums nekā doma, ka kādu dienu jūs varētu viņu satikt debesīs.

paslēpties