evan_gcrm (evan_gcrm) wrote,
evan_gcrm
evan_gcrm

Category:

Квантовые вычисления для очень любопытных



«Вечная загадка мира — это его познаваемость. …Сам факт этой познаваемости представляется чудом.»
/Альберт Эйнштейн/

Задайтесь вопросом.
Если человечество когда-либо вступит в контакт с инопланетным разумом, будут ли эти инопланетяне иметь компьютеры?
Прежде чем ответить, задумайтесь — а что такое компьютер?

Считается, что все компьютеры — это дети, внуки и правнуки так называемой «Машины Тьюринга».


Но знаменитый английский математик Алан Тьюринг, написав в 1936 году статью On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem, вовсе не пытался изобрести умный гаджет или создать индустрию. На самом деле, он решал проблему о природе математики, поставленную немецким математиком Дэвидом Гильбертом еще в 1928 году. И хотя это звучит заумно, но стоит понять суть идей Гильберта и Тьюринга, поскольку только так можно разобраться: откуда берутся компьютеры и какими они могут стать в будущем.

Гильберта интересовали пределы математического знания. Формулируя в 1928 году проблему, названную его именем, он спрашивал - существует ли общий алгоритм, которому может следовать математик для выяснения, доказуемо ли какое-либо математическое утверждение или нет?
Тогда в 1928 году понятие алгоритма было довольно расплывчатым. И Тьюринг взялся точно определить, что именно подразумевается под алгоритмом.

В результате получилось то, что мы называем машиной Тьюринга:
единое универсальное программируемое вычислительное устройство, которое, как утверждал Тьюринг, может выполнять любой алгоритм.

Чтобы доказать, что его машина может имитировать любой алгоритмический процесс, Тьюринг использовал неформальные эвристические аргументы, оперирующие с неформальными понятиями: лента, ячейки, состояния и правила переходов. Все это было умозрительно. Однако этого хватило, что на такой базе создать всю индустрию компьютеров человечества.

И лишь в 1985 году, когда мир уже осваивал персональные компьютеры, английский физик Дэвид Дойч задался вопросом - мог ли Тьюринг что-то упустить в своих неформальных рассуждениях о том, что такое алгоритм?
Дойч задумался над тем, что каждый алгоритм выполняется некой физической системой, будь то математик с бумагой и карандашом, механическая система, типа счетов, или современный компьютер.
Иными словами - алгоритмы должны выполняться в какой-то физической системе.

И тогда Дойч поставил вопрос ребром: Существует ли (одно) универсальное вычислительное устройство, которое может эффективно моделировать любую другую физическую систему?

Такое устройство, писал Дойч, будет действительно универсальным компьютером. Более того, нам не нужно полагаться на неформальные эвристические аргументы, чтобы оправдать свое представление об алгоритме, как это сделал Тьюринг. Можно использовать законы физики для доказательства, что это устройство универсально.

А если при выполнении алгоритмов компьютерами, все будет определяться только законами физики, значит компьютеры — это не просто изобретения людей.
Значит компьютеры являются фундаментальной особенностью вселенной, — ответом на простой и глубокий вопрос о том, как работает вселенная.
А отсюда следует, что в процессе познания мира, инопланетные цивилизации неизбежно будут вынуждены изобретать компьютеры.

В этой истории есть нюанс.
Дэвид Дойч - физик с опытом работы в квантовой механике. Пытаясь ответить на свой вопрос, Дойч заметил, что обычные компьютеры на основе модели Тьюринга испытывают большие трудности при моделировании квантово-механических систем. В частности, они кажутся необычайно медленными и неэффективными при таком моделировании.
Чтобы ответить на вопрос, Дойч был вынужден изобрести новый тип вычислительной системы - квантовый компьютер.
Эти квантовые компьютеры могут делать все, что могут делать обычные компьютеры, но они также способны эффективно моделировать квантово-механические процессы. И поэтому они являются более естественной вычислительной моделью, чем обычные компьютеры.

Далее в эссе «Квантовые вычисления для очень любопытных», в котором делается попытка объяснить, как работают квантовые компьютеры.






Tags: Контакт, Технологии
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Музыкальная пауза

    Avenged Sevenfold - So Far Away John Frusciante - Wayne Bossa nova Josh Groban - Un Giorno per Noi Oblivion by Nadia Kossinskaja…

  • Право быть аристократией

    Аристократы в Римской империи всегда знали, что из самой безвыходной ситуации всегда есть выход - покончить с собой каким-нибудь изящным способом,…

  • Это и есть путь

    - Какой же духовный путь правильный? - Просто расслабься, девочка. Человек не может ходить по путям. - Почему? - Да потому, что он прибит…

promo evan_gcrm march 28, 2018 19:35 141
Buy for 30 tokens
Основополагающим элементом, основным двигателем всей жизни, является репликатор. Скопированная информация - это и есть «репликатор». На Земле первый репликатор довольно бесспорный - это гены, или информация, закодированная в молекулах ДНК. Точнее это первый репликатор, о котором мы знаем.…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 2 comments