Как работают квантовые вычисления

Ребята из мюнхенской команды дизайнеров Kurzgesagt - произносится koorts-ge-ZA-kt, по-немецки «короче» или «в двух словах», - выпустили еще одно красиво оформленное и выполненное видео-пояснение, и на этот раз они решают эту проблему. квантовые компьютеры.

Как следует из названия, видео Kurzgesagt начинаются с основ и целенаправленно поднимаются к завершению. Это высокий заказ для решения чего-либо квантового. Помните, что Ричард Фейнман, один из главных мозгов теории квантовой электродинамики, классно шутил: «Думаю, я могу с уверенностью сказать, что никто не понимает квантовую механику».

Таким образом, Курцгесагт берет на себя тяжелый груз здесь с замечательной легкостью. Начав с обсуждения истории вычислительной техники, мы узнаем, как с течением времени размер отдельного транзистора резко сократился - результат, описанный грандиозно названным Законом Мура. Но мы, кажется, оставляем позади времена сокращения транзисторов и приближаемся к физическим пределам обычных транзисторов. Например, современные транзисторы имеют длину около 14 нанометров. Для сравнения, вирус ВИЧ имеет диаметр 120 нанометров. Эритроцит составляет около 6000 нанометров в поперечнике.

Вот один из мотивирующих факторов для исследований в области квантовых вычислений: если мы не можем продолжать упаковывать все больше и больше транзисторов в все меньшее и меньшее пространство - и при этом эффективно охлаждая эту чертову штуку - нам нужно искать другие способы повышения эффективности вычислений. Квантовые вычисления позволили бы нам воспользоваться странной особенностью квантовых систем: они могут находиться в нескольких состояниях одновременно. (По крайней мере, это один из способов описания квантовой суперпозиции.)

Видео немного более оптимистично, чем оправдано текущим состоянием исследований в области квантовых вычислений, и, возможно, мудро, не упоминает о трудностях, связанных с поддержанием квантовых систем, необходимых для квантовых вычислений. Тем не менее, они, вероятно, не слишком далеки от этого: «Сейчас мы не знаем, будет ли квантовый компьютер просто очень специализированным инструментом или большой революцией для человечества. Мы понятия не имеем, где границы технологии, и есть только один способ выяснить это ».

Kurzgesagt ведет канал на YouTube, посвященный ежемесячным видеороликам команды, все они выполнены в характерном для 2D стиле анимации и озвучены «серьезным» Стивом Тейлором. Посмотрите их видео о том, как Facebook крадет видеоконтент, и, мой личный фаворит, их серию из двух частей о Парадоксе Ферми.