Как работят квантовите изчисления

Хората от базирания в Мюнхен дизайнерски екип Kurzgesagt - произнасяйки koorts-ge-ZA-kt, немски за „накратко“ или „накратко“ - поставиха друг красиво проектиран и изпълнен видеоматериал на обяснителя, и този път се справят квантови компютри.

Вярно с името, видеоклиповете на Kurzgesagt започват с основите и се изкачват целенасочено до заключение. Това е тежък ред за справяне с нещо квантово. Не забравяйте, че Ричард Файнман, един от основните мозъци, стоящи зад теорията за квантовата електродинамика, известен похвали: "Мисля, че мога спокойно да кажа, че никой не разбира квантовата механика."

Така че Kurzgesagt издига тежък товар тук с възхитителна лекота. Започвайки с обсъждане на компютърната история, научаваме как размерът на отделния транзистор се е свил рязко през годините, резултат, описан от закона на Мур. Но изглежда, че ние изоставяме дните на свиване на транзистори и приближаваме физическите граници на конвенционалните транзистори. Например днешните транзистори са около 14 нанометра. За сравнение, HIV вирусът има диаметър от 120 нанометра. Червените кръвни клетки са около 6000 нанометра.

Ето един от мотивиращите фактори за квантовите изчислителни изследвания: Ако не можем да продължим да опаковаме все повече и повече транзистори в по-малко и по-малко пространство - всичко това, докато ефективно охлаждаме проклетото нещо - трябва да търсим други начини за подобряване на компютърната ефективност. Квантовите изчисления ще ни позволят да се възползваме от една странна характеристика на квантовите системи: те могат да бъдат в множество състояния едновременно. (Поне това е един от начините да се опише квантовата суперпозиция.)

Видеото е малко по-оптимистично от това, което се изисква от настоящото състояние на квантовите изчислителни изследвания и може би мъдро не споменава трудностите, свързани с поддържането на квантовите системи, необходими за квантовите изчисления. Като се има предвид това, те вероятно не са твърде далеч от това: „Точно сега не знаем дали квантовото изчисление ще бъде просто много специализиран инструмент или голяма революция за човечеството. Нямаме представа къде са границите на технологиите и има само един начин да разберем."

Kurzgesagt управлява канал в YouTube, посветен на месечните видеоклипове на екипа, като всички те изработиха в този характерен стил на 2D анимация и изразиха „сериозния” Стив Тейлър. Разгледайте видеоклиповете им за това как Facebook краде видеосъдържание и, моят личен фаворит, серията им от две части за Fermi Paradox.