Jak działa obliczanie kwantowe

Ludzie z monachijskiego zespołu projektowego Kurzgesagt - wymawiane koorts-ge-ZA-kt, niemiecki dla „w skrócie” lub „w pigułce” - wypuścili kolejny pięknie zaprojektowany i wykonany film wyjaśniający i tym razem walczą komputery kwantowe.

Zgodnie z nazwą, filmy Kurzgesagt zaczynają się od podstaw i celowo wspinają się do konkluzji. To wysoki porządek, by zająć się czymś kwantowym. Pamiętajcie, że Richard Feynman, jeden z głównych mózgów teorii elektrodynamiki kwantowej, słynnie zażartował: „Myślę, że mogę spokojnie powiedzieć, że nikt nie rozumie mechaniki kwantowej”.

Tak więc Kurzgesagt ma tu duże obciążenie z godną podziwu łatwością. Rozpoczynając od omówienia historii obliczeń, dowiadujemy się, w jaki sposób rozmiar pojedynczego tranzystora gwałtownie skurczył się na przestrzeni lat, co opisał wspaniale nazwany Moore’s Law. Ale wydaje się, że opuszczamy dni kurczących się tranzystorów i zbliżamy się do fizycznych ograniczeń konwencjonalnych tranzystorów. Na przykład dzisiejsze tranzystory mają około 14 nanometrów. Dla porównania wirus HIV ma średnicę 120 nanometrów. Czerwona krwinka ma około 6000 nanometrów średnicy.

Oto jeden z czynników motywujących do badań w dziedzinie obliczeń kwantowych: Jeśli nie możemy dalej pakować coraz większej liczby tranzystorów na coraz mniejszą przestrzeń - a jednocześnie skutecznie chłodzić to cholerstwo - musimy szukać innych sposobów na zwiększenie wydajności obliczeniowej. Obliczenia kwantowe pozwolą nam wykorzystać dziwaczną cechę systemów kwantowych: mogą być w wielu stanach jednocześnie. (Przynajmniej taki sposób opisania superpozycji kwantowej).

Film jest nieco bardziej optymistyczny niż jest to uzasadnione obecnym stanem badań nad komputerami kwantowymi i, być może, mądrze nie wspomina o trudnościach związanych z utrzymaniem systemów kwantowych wymaganych do obliczeń kwantowych. Powiedziawszy to, prawdopodobnie nie są zbytnio z tym związani: „W tej chwili nie wiemy, czy obliczenia kwantowe będą tylko bardzo wyspecjalizowanym narzędziem, czy wielką rewolucją dla ludzkości. Nie mamy pojęcia, gdzie są granice technologii i jest tylko jeden sposób, by się tego dowiedzieć. ”

Kurzgesagt prowadzi kanał YouTube poświęcony comiesięcznym filmom zespołu, wszystkie opracowane w tym charakterystycznym stylu animacji 2D i wyrażone przez „poważnego” Steve'a Taylora. Sprawdź ich filmy o tym, jak Facebook kradnie treści wideo i, mój ulubiony, ich dwuczęściową serię o Fermi Paradox.