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Quantum computing is the future… eventually | Jason Ball | TEDxOIST


[Musica]
è divertente, è una grande novità
in questi giorni quindi se sai se lo sei
familiarità con te conosci aziende come
Google IBM Intel stanno investendo tutti
molto molto pesantemente nello sviluppo di ciò che è
chiamato un computer quantistico universale e
la loro idea è che sarete in grado di
fai cose che non puoi fare con a
computer classico ma se lo facessi
solo una specie di sguardo dai un’occhiata in giro
scansiona i titoli e guarda cosa
lo stato attuale del campo è possibile
essere perdonato per essere un po ‘
confuso quindi prenderò solo un
campionamento di alcuni titoli che ho
trovato recentemente così bene l’era di
il calcolo quantistico è qui outlook nuvoloso
va bene così è qui non è quello che fa
questo cosa significa questo titolo
significa cosa sono i computer quantici e come
funzionano ? Penso che sia grandioso
Spero di educarti un po ‘su
quello oggi
rendere nuovamente affidabili i riscaldatori quantici
va bene, ma cosa significa?
ci sono inaffidabili quello che sai
cosa significa quando diciamo
qualità sulla quantità e questo in questo
contesto Google si muove verso quantum
supremazia con un pozzo di 72 computer cubici
sembra che stiamo davvero facendo
progredire come veramente rapidamente intendo
la supremazia quantistica suona bene
fresco e di nuovo possiamo chiedere l’importante
domande nella vita sai cosa cosa
succede ai miei bitcoin quando un quantum
il computer viene in giro per il nero ma noi
potrebbe essere sempre un po ‘in anticipo
noi stessi lì perché anche tu lo farai
trovare titoli come questo quanto sono vicini
stiamo davvero costruendo un computer quantistico
e questo fa sembrare che non lo sia
così così roseo di prospettive e poi
questo ho trovato la promessa di quantum
la supremazia informatica è una cuccetta che significa
che questo non accadrà mai così
sai cosa è come ci piace
costruire un computer quantistico e ancora
nello stesso tempo abbiamo altri articoli
dicendo che questo non sta andando mai
capita cosa è e il fatto è entrambi
di queste cose sono effettivamente vere
quindi lascia che ti spieghi come potrebbe
possibilmente essere vero e farlo
purtroppo ho bisogno che tu ti insegni a
prima un po ‘di meccanica quantistica
parliamo di cosa sia effettivamente un qubit
è così ci sono molti modi per fare un
in realtà nessuno ha nemmeno acconsentito
in che sistema si trova un qubit
il futuro ma lasciatemi fare una cosa molto semplice
esempio perché sono sicuro che hai tutto
familiarità con questo sistema ed è un
elettrone così sai dal tuo culmine
classe di chimica scolastica che lettroni
avere una massa e una carica che è una specie di
ciò che li rende un elettrone e loro sono
tutti identici
mentre approfondisci hai anche gli elettroni più profondi
quello che viene chiamato un momento angolare che
significa solo che puoi trattarli come
stanno girando e questo è in realtà
quello che chiamiamo questo lo chiamiamo spin
e così quando hai la carica è così
girando in circolo ciò che ottieni
è un campo magnetico così fondamentalmente un
l’elettrone è come il più piccolo
magnete che puoi avere e così via
succede ora è se inserisco quell’elettrone
un altro campo magnetico come alcuni
campo esterno quello che succede è quello
elettroni che sarà o che la
anche il campo magnetico degli elettroni
allineare parallelo o ciò che si chiama anti
parallelo così allineato contro di esso e
c’è una differenza di energia tra
quelli ci vuole più energia per essere allineati
anti-parallelo che parallelo e
è bello perché possiamo etichettarli
due stati li chiameranno zero e uno
e quelli corrisponderanno a come il nostro
conosci i nostri stati del computer binario 0
e 1 per i nostri calcoli e come noi
passare tra di loro mentre invio solo a
piccolo impulso di luce e posso lanciare il mio
elettrone dallo spin down allo spin up o 0
a 1 qualunque cosa tu voglia chiamarlo così ok
grande ho un sistema a due livelli che io
posso andare avanti e indietro tra me e me
controllalo individualmente ok ora dove
la quantumness entra ok ora questo
è la parte in cui le cose iniziano ad avere un
un po ‘strano quindi ho detto sull’ultimo
slide ho un elettrone è nel
zero
Stato posso inviare un impulso di luce e
Posso ribaltarlo allo stato unico ora cosa
succede se invio un impulso di luce
questa è solo metà forte fa
ignorare l’impulso assorbe il
impulso fa andare in qualche modo strano
nello stato intermedio ciò che accade bene sopportare
con me qui c’è una probabilità del 50% che
l’elettrone assorbe l’impulso della luce
e si gira verso l’ unico stato e c’è a
50% di possibilità che non accada nulla e
rimane nello stato zero e noi no
sapere in che stato si trova fino a che non guardiamo
e così come lo chiamiamo quando è dentro
questo stato intermedio lo chiamiamo a
la sovrapposizione dell’elettrone è fondamentalmente
nello stato up-and-down allo stesso
questa volta è solo una specie di matematica
modo di come si scrive questo in modo che sia
questo è tutto ciò significa solo che è in a
combinazione di su e giù ora se prendo
questo stato e lo misuro io posso solo
mai ottenere 0 o 1 deve restituire uno di
questi due Stati come faccio a sapere che
è in realtà in mezzo come faccio a sapere
che è in uno stato 50/50 bene ripeto
questo molte molte volte
e se lo faccio molte volte, lo farò
trova la metà del tempo in cui finisce
lo stato di rotazione e metà del tempo
termina nello stato di spin down e quindi questo
è un po ‘come lanciare una moneta che ho a
moneta Non posso dirti quale sarà il prossimo lancio
lo sarà ma so che lo sarà
una delle due risposte e ogni volta che lancio
la moneta molte molte volte ho intenzione di
ottenere circa metà teste e circa metà
coda così è una specie di cosa è
sta succedendo qui e questo diventa più
più utile quando aggiungo più qubit così
è qui che entra la magia perché
se ho due qubit o due elettroni
insieme cessano di diventare un unico sistema
o scusa smettono di diventare due
sistemi e diventano un unico sistema così
ora sono in una sovrapposizione
ma se quattro stati possono entrambi essere giù
uno può essere su e giù in entrambi
combinazione e possono essere entrambi così
se dovessi aggiungere un terzo qubit ottengo
otto possibili Stati
se dovessi aggiungere un quarto cubito 16
afferma così raddoppia con ogni cubito
si aggiunge e così 72 cubiti come Google ha
lavorato su di recente è in realtà un
molto potere computazionale perché io
avere tutti questi stati disponibili a fare
calcoli e questo è dove il potere
di Quantum Computing arriva è nella
Stati di sovrapposizione ora il problema è
che avere queste posizioni eccellenti sempre puntuale
significa anche che hai un significato
aspetti negativi e queste cose sono come usato
per ottenere come i vantaggi e
svantaggi di computazione quantistica sono
completamente inseparabili l’uno dall’altro
e quindi parliamo di alcuni dei
svantaggi per un minuto, quindi facciamolo
Diciamo che ho un elettrone ed è nel mio
installazione sperimentale e sto lavorando la mia
amichevole scienziato quantistico che è
interagendo con il suo sistema è
mettendo quel qubit in una sovrapposizione
sta misurando che sta avendo un sacco di
Divertiti, credimi, ci divertiamo molto
laboratorio facendo questo e non lo è affatto
noioso il problema è che se io se
il mio sistema è aperto per me essere in grado di
misurarlo significa anche che è aperto
al mio ambiente e quando dico il
ambiente intendo come il rumore calore luce
nell’elettronica e cosa può fare il gatto
a volte è in grado di interferire con il mio
sistema in modo diciamo che ho ottenuto questo
stato di sovrapposizione preparato e voglio
fare alcuni calcoli ma poi alcuni
evento casuale in cui l’ambiente si insinua
lì e ruba tutte le mie informazioni
prima che abbia la possibilità di fare qualsiasi cosa
con esso ora devo ricominciare tutto da capo
di nuovo così mantenendo questa sovrapposizione
Stati è una grande sfida e quindi ecco
un’analogia che mi piace usare così quando ero
poco ho giocato a questo gioco chiamato
perfezione e quindi l’idea era che tu avessi
questo hai avuto questa scatola di plastica e tu
spingere questa parte blu verso il basso e poi te
gira l’ora e mentre il timer è
ticchettio giù corri sei
rimescolando per mettere del
pezzi gialli nei rispettivi
rispettivi posti e non appena il
il timer scorre lungo la parte blu si apre
e tutti i pezzi che hai attentamente
preparato basta andare a volare ovunque sia
Davvero frustrante non lo farei
non lo consiglio è quello che dovevamo fare
fare per intrattenere noi stessi prima del
Internet quindi è una specie di cosa sia
come fare il calcolo quantico sei
fondamentalmente correndo contro il tempo se
vuoi fare calcoli molto complessi
è probabile che tu non abbia intenzione di avere
abbastanza tempo così chiamiamo questo il
tempo di coerenza e in questo momento il
il tempo di coerenza dei qubit non è eccezionale
ecco un altro errore di errore quindi si a
un paio di diapositive fa questa diapositiva
molto familiare ho detto che puoi inviare
in un impulso di luce e puoi lanciare a
qubit da zero a uno ora cosa succede
se sei il tuo qubit o il tuo polso
di luce non sono perfetti forse sono
Perfetta al 99%, va bene
bene cosa succede se è perfetto al 99%
significa che c’è il 99% di possibilità che il
Qubit gira verso l’ Upstate ma c’è
anche una probabilità dell’1% che il qubit faccia
Niente di così, in questo caso, uno di un
centinaia di volte in cui hai effettivamente fatto il
opposto di quello che vuoi fare e così
invece di avere solo una vibrazione perfetta
da zero a uno che hai creato ora
un altro stato di sovrapposizione, quindi quale
significa che quando misuro questo 99 volte
su 100 otterrò lo stato giusto che farò
ottenere ciò che intendevo ma significa anche
quella volta otterrò qualcosa che io
non ha intenzione e così il mio computer lo farà
allora dammi la risposta sbagliata e lasciami
ti dico che il 99 percento non è eccezionale quando
lo si confronta con i computer al giorno d’oggi la
tasso di errore del tuo computer desktop o
i transistor nel tuo iPhone sono molto
molto molto più basso di quello come
forse uno su 10 per il 20 o qualcosa del genere
come quello non 99 percento uno percento ma
il fatto è che questo è inevitabile
una conseguenza inevitabile
di sovrapposizione della meccanica quantistica
e così la lotta è diventata usando il
vantaggi contro mitigazione del
svantaggi e quindi questo è un questo è un
grafico messo insieme da IBM e così via
mi spieghi solo le parti importanti
perché probabilmente ce ne sono alcuni piccoli
testo lì l’asse lungo questa strada è
il numero di qubit nel processore
e l’asse lungo questa strada è l’errore
valuta quanto è affidabile il tuo computer o
il tuo qubit è mi scusi e la dimensione di
il cubo blu rappresenta il tuo
potere computazionale e quindi di cosa si tratta
fondamentalmente dicendo è se vado avanti
asse e continuo ad aggiungere più qubit
In realtà non ho alcun aumento in
potere computazionale perché sono giusto
fondamentalmente aggiungendo più errori quindi a meno che io
può contemporaneamente aumentare il numero
di qubit diminuendo il tasso di errore
Non diventerò mai abbastanza potente
computer quantistico per superare classico
computer e quindi questo è ciò che rende
progressi così difficili da quantificare a volte
i nostri 50 cubiti o 72 qubit meglio di me
non lo so dipende da quale errore
il tasso è si otterrà mai un tasso di errore
Abbastanza basso abbastanza basso da essere completamente gentile
di sbloccare il potere di queste persone
dire di no e questo è il motivo persone sostengono che
questo non può mai questo non può mai accadere noi
non può mai ottenere un quantum universale
computer e quindi questo è il
dibattito questo è il progresso e lì
ci sono molte persone su cui stanno lavorando
entrambe queste aree, ma al momento siamo
molto molto limitato in che quantum
i computer possono farlo, quindi vi lascio
con questo se questo suona un po ‘
triste lascia che ti dia un po ‘ di
Spero che ci sia stata una volta
i computer classici erano in uno stato simile
questo quindi questo a sinistra è ciò che è
chiamato ENIAC è stato costruito dal governo degli Stati Uniti
e costava a 6,8 milioni di dollari
ed era la dimensione di una stanza e ora
IBM può rendere i chip più piccoli di un grano
di sale per circa 10 centesimi a testa
e questo era circa un gap di settanta anni
tra questi così adesso sperimentale
il calcolo quantico è forse quindici a
vent’anni quindi forse abbiamo bisogno
forse altri 50 anni ne abbiamo bisogno di un altro
70 anni questo non è certamente qualcosa
il punto in cui i computer quantistici
sorpassare ogni giorno computer è
certamente non proprio dietro l’angolo
ma sono comunque fiducioso, lo sono anche loro
il futuro sì, lo direi alla fine
ma forse il tuo futuro forse non piace
i tuoi figli o i tuoi nipoti
futuro grazie
[Applausi]
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