Klausimai ir atsakymai: Sethas Lloydas

Sethas Lloydas, MIT mechanikos inžinerijos profesorius, yra vienas iš kvantinio skaičiavimo pradininkų: jis pasiūlė pirmąjį technologiškai įmanomą kvantinio kompiuterio dizainą. Jei žmonės kada nors sukurs naudingą bendrosios paskirties kvantinį kompiuterį, jis bus daug skolingas Lloydui. Šių metų pradžioje jis paskelbė populiarų kvantinės teorijos ir skaičiavimo įvadą pavadinimu Visatos programavimas , kuri iškėlė stulbinančią tezę, kad visata yra pats kvantinis kompiuteris.

Kreditas: Edas Quinnas

Technologijų apžvalga: Savo naujoje knygoje esate nuostabiai atviras: rašote: Visata yra neišsiskiriantis iš kvantinio kompiuterio. Kaip tai gali būti tiesa?

Ši istorija buvo mūsų 2006 m. liepos mėn. numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Sethas Lloydas: Žinau, kad skamba beprotiškai. Aš atsiprašau, kai tai sakau. Ir žmonės, kurie recenzavo knygą, priima ją kaip metaforą. Bet iš tikrųjų taip yra. Negalėtume sukurti kvantinių kompiuterių, nebent visata būtų kvantinė ir kompiuterija. Mes galime sukurti tokias mašinas, nes visata kaupia ir apdoroja informaciją kvantinėje srityje. Kurdami kvantinius kompiuterius, užgrobiame tuos pagrindinius skaičiavimus, kad jie atliktų tai, ko norime: mažai ir (arba) neskaičiuojame. Mes įsilaužiame į visatą.

TR: Jūsų kritikams gali būti atleista, kad jie manė, kad parašėte metaforiškai. Kiekvienoje epochoje mokslininkai lygino visatą su sudėtingiausia jiems žinoma technologija. Niutonas manė, kad visata yra kaip laikrodis.

SL: Galite būti atviresni: Lloydas kuria kvantinius kompiuterius; todėl Lloydas mano, kad visata yra kvantinis kompiuteris. Bet aš manau, kad tai nesąžininga.

TR: Jūs garsiai tuo tikite iš dalies: tai yra, kad informacija yra fizinė visatos savybė ir ta informacija sukuria sudėtingesnę informaciją – kartu su ja ir visą fenomenalų pasaulį.

SL: Įsivaizduokite elektroną, kurį įprastas kompiuteris naudoja duomenims saugoti. Kaip su juo gali būti susieta informacija? Elektronas gali būti čia arba ten. Taigi jis užregistruoja šiek tiek informacijos, vieną iš dviejų galimybių: įjungti arba išjungti.

TR: Žinoma, bet kaip veikia informacijos kiekis padidinti ?

SL: Jei ieškote vietų, kur fizikos dėsniai leidžia informacijai patekti į visatą, tuomet turite pažvelgti į kvantinę mechaniką. Kvantinė mechanika turi procesą, vadinamą dekoherence, kuris vyksta, pavyzdžiui, matavimo metu. Kubitas [arba kvantinis bitas], kurie, kaip bebūtų keista, čia buvo abu ir čia staiga atsiranda arba ten. Informacija buvo įtraukta į visatą.

TR: Ir kodėl visata linkusi į sudėtingumą?

SL: Ši visatos kaip milžiniško kvantinio kompiuterio samprata suteikia jums kažką naujo ir svarbaus, ko negaunate iš įprastų fizikos dėsnių. Jei pažvelgsite 13,8 milijardo metų atgal iki visatos pradžios, pradinė būsena buvo labai paprasta, jai apibūdinti reikėjo tik kelių bitų. Bet aš matau ant tavo stalo įmantrią, labai gražią orchidėją – kur po velnių ar visa ta sudėtinga informacija atsirado? Fizikos dėsniai šiuo klausimu tyli. Jie neturi jokio paaiškinimo. Juose nėra užkoduotas sudėtingumo troškimas.

TR: [Visiškai sutrikęs] hmm…

SL: Ar visata galėjo atsirasti dėl visiško atsitiktinumo? Ne. Jei įsivaizduosime, kad kiekviena elementarioji dalelė buvo beždžionė, spausdinanti nuo laiko didžiausiu fizikos dėsnių leidžiamu greičiu, tai ilgiausia Hamletas kuris galėjo būti sukurtas yra kažkas panašaus į būti ar nebūti, tai yra – . Bet įsivaizduokite, kad beždžionės rašo adresu kompiuteriai kurios atpažįsta atsitiktinį mėšlungį kaip programą. Algoritminės informacijos teorija rodo, kad yra trumpų, atsitiktinai atrodančių programų, dėl kurių kompiuteris gali užrašyti visus fizikos dėsnius. Taigi, kad visata būtų sudėtinga, reikia atsitiktinės generacijos ir reikia kažko, kad ši informacija būtų apdorota pagal kelias paprastas taisykles: kitaip tariant, kvantinis kompiuteris.

TR: Praktiškiau: kiek mes esame toli nuo plačiai naudojamų komercinių kvantinio skaičiavimo pritaikymų?

SL: Šiandien didžiausias bendrosios paskirties kvantinis kompiuteris yra tik keliolika bitų. Taigi mūsų liko mažiausiai dešimtmetis ar du. Bet mes jau sukūrėme kvantinius kompiuterius, kurie imituoja kitas kvantines sistemas: galite juos pavadinti kvantiniais analoginis kompiuteriai. Šios mažos mašinos gali atlikti skaičiavimus, kuriems prireiktų paprasto kompiuterio, didesnio už visatą.

TR: Koks yra kitas didelis dalykas, kurį reikia padaryti kvantinėje kompiuterijoje?

SL: Technogeek, eksperimentalizmo požiūriu, tai mikroskopinio, kvantinio pasaulio nuraminimas. Tai laukiniai Vakarai ten apačioje.

TR: Visatos programavimas baigiamas asmenine pastaba. Jūs aprašote, kaip jūsų draugas Heinzas Pagelsas, žinomas fizikas, mirė eidamas į žygį su jumis Kolorado valstijoje. Tam tikrą paguodą rasite savo universalaus kvantinio skaičiavimo teorijoje: bet mes jo visiškai nepraradome. Kol gyveno, Heinzas užprogramavo savo visatos gabalėlį. Gautas skaičiavimas atsiskleidžia mumyse ir aplink mus…

SL: Na, tai gana menka paguoda, kai tavo mylimas žmogus mirė. Tačiau tai tikresnė paguoda nei mintis, kad vieną dieną galite sutikti jį danguje.

paslėpti