Odigrajmo igru.
Zamislite da ste u Las Vegasu,
u kazinu,
i odlučujete da odigrate igru na jednom od kompjutera u kazinu,
baš kao što biste igrali pasijans ili šah.
Kompjuter može da pravi poteze u igri, baš kao i ljudski igrač.
Radi se o igri s novčićem.
Počinje tako što novčić pokazuje glavu,
a kompjuter igra prvi.
Može da bira da li će da okrene novčić ili ne,
međutim, vi ne vidite rezultat.
Potom ste vi na redu.
I vi možete da birate da li ćete da okrenete novčić ili ne,
a vaš potez neće da bude otkriven vašem protivniku, kompjuteru.
Naposletku, kompjuter igra ponovo i može da okrene novčić ili ne,
a nakon tri runde igre,
prikazuje se novčić,
a ako je glava, pobeđuje kompjuter,
ako je pismo, vi pobeđujete.
Dakle, radi se o veoma prostoj igri,
i ako svi igraju pošteno i novčić nije namešten,
onda su vam šanse 50% da pobedite u igri.
A da bih to potvrdila,
tražila sam od mojih studenata da igraju ovu igru na našim kompjuterima,
i nakon mnogih, mnogih pokušaja,
stopa uspešnosti je na kraju bila oko 50 procenata ili blizu 50 procenata,
kao što je i očekivano.
Zvuči kao dosadna igra, zar ne?
Međutim, šta ako biste mogli da igrate ovu igru na kvantnom kompjuteru?
Sad, kazina u Las Vegasu nemaju kvantne kompjutere,
bar da ja znam,
ali IBM je sagradio funkcionalan kvantni kompjuter.
Evo ga.
Međutim, šta je to kvantni kompjuter?
Pa, kvantna fizika opisuje
ponašanje atoma i elementarnih čestica,
poput elektrona i fotona.
Dakle, kvantni kompjuter radi
tako što kontroliše ponašanje ovih čestica,
ali na potpuno drugačiji način nego što to rade obični kompjuteri.
Dakle, kvantni kompjuter nije tek jača verzija
naših sadašnjih kompjutera,
baš kao što sijalica nije jača sveća.
Ne možete da napravite sijalicu unapređujući sveće.
Sijalica je drugačija tehnologija
zasnovana na dubljem naučnom razumevanju.
Slično, kvantni kompjuter je novi tip uređaja,
zasnovan na nauci o kvantnoj fizici.
I baš kao što je sijalica izmenila društvo,
kvantni kompjuteri imaju potencijal da utiču
na toliko aspekata naših života,
uključujući naše bezbednosne potrebe, naše zdravstvo, pa čak i internet.
Dakle, firme širom sveta rade na izgradnji ovih uređaja,
a kako biste videli čemu sve to uzbuđenje,
odigrajmo našu igru na kvantnom kompjuteru.
Mogu da se ulogujem na IBM-ov kvantni kompjuter odavde,
a to znači da mogu da igram igru na daljinu,
a možete i vi.
Kako bismo ovo ostvarili, možda se sećate da ste ranije dobili imejl od TED-a,
koji vas je pitao da izaberete da li ćete da okrenete novčić ili ne,
ako ste igrali igru.
Pa, zapravo, tražili smo od vas da odaberete krug ili kvadrat.
Niste to znali, ali vaš izbor kruga je značio „okrenuti novčić“,
a vaš izbor kvadrata je značio „ne okretati“.
Primili smo 372 odgovora.
Hvala vam.
To znači da možemo da odigramo 372 igre protiv kvantnog kompjutera
upotrebom vaših izbora.
I radi se o veoma brzoj igri,
pa ću da vam pokažem rezultate ovde.
Nažalost, niste dobro prošli.
(Smeh)
Kvantni kompjuter je pobedio u skoro svakoj igri.
Izgubio je nekoliko samo zbog operativnih grešaka u kompjuteru.
(Smeh)
Dakle, kako je postigao ovaj neverovatni niz pobeda?
Čini se kao čarolija ili varanje,
ali zapravo se samo radi o kvantnoj fizici na delu.
Evo kako funkcioniše.
Obični kompjuter simulira glavu ili pismo novčića kao bit,
nulu ili jedinicu,
ili struju koja se uključuje ili isključuje u kompjuterskom čipu.
Kvantni kompjuter je potpuno drugačiji.
Kvantni bit ima fluidniji, nebinarni identitet.
Može da postoji u superpoziciji ili kombinaciji nule i jedinice,
sa izvesnom verovatnoćom da bude nula i izvesnom verovatnoćom da bude jedan.
Drugim rečima, njegov identitet nalazi se na spektru.
Na primer, šanse mogu da budu 70 procenata da je nula
i 30 procenata da je jedan
ili 80-20 ili 60-40.
Mogućnosti su beskrajne.
Ključna ideja ovde
je da moramo da se odreknemo preciznih vrednosti nula i jedan
i da dozvolimo nešto neodređenosti.
Dakle, tokom igre,
kvantni kompjuter kreira ovu fluidnu kombinaciju glava i pisama,
nule i jedinice,
tako da šta god da igrač uradi,
okrene ili ne okrene,
superpozicija ostaje netaknuta.
Pomalo liči na mešanje smeše dve tečnosti.
Bilo da mešate ili ne, tečnosti ostaju u smeši,
ali finalnim pokretom
kvantni kompjuter može da razdvoji nulu i jedinicu,
u potpunosti obnavljajući glavu tako da gubite svaki put.
(Smeh)
Ako mislite da je sve ovo malčice čudno, potpuno ste u pravu.
Standardni novčići ne postoje u kombinaciji glava i pisama.
Nemamo iskustvo ove fluidne kvantne stvarnosti
u našim svakodnevnim životima.
Pa, ako vas zbunjuje kvantnost,
ne brinite, shvatate je.
(Smeh)
Međutim, iako ne doživljavamo kvantnu čudnovatost,
možemo da vidimo njene veoma stvarne efekte na delu.
Sami ste videli podatke.
Kvantni kompjuter je pobedio
jer je ovladao superpozicijom i neodređenošću,
a ova kvantna svojstva su moćna,
ne samo zbog pobeđivanja u igrama s novčićem,
već i zbog izgradnje budućih kvantnih tehnologija.
Dozvolite da vam dam tri primera mogućih primena
koje mogu da promene naše živote.
Pre svega, kvantna neodređenost može se koristiti za pravljenje ličnih ključeva
za enkripciju poruka koje se šalju s jedne lokacije na drugu
kako hakeri ne bi mogli da savršeno kopiraju ključ u tajnosti
zbog kvantne neodređenosti.
Morali bi da prekrše zakone kvantne fizike
da bi hakovali ključ.
Dakle, ovaj vid nesalomive enkripcije već testiraju banke
i druge institucije širom sveta.
Danas globalno koristimo preko 17 milijardi povezanih uređaja.
Samo zamislite kakav bi uticaj mogla da ima kvantna enkripcija u budućnosti.
Pod dva, kvantna tehnologija bi mogla i da transformiše zdravstvo i medicinu.
Na primer, izrada i analiza molekula za razvoj lekova
je veliki problem danas,
a to je zato što je precizan opis i proračun
svih kvantnih svojstava svih atoma u molekulu
računarski gledano težak zadatak, čak i za naše superkompjutere.
Međutim, kvantni kompjuter to može bolje
jer radi upotrebom istih kvantnih svojstava
koje molekul pokušava da simulira.
Pa bi buduće kvantne simulacije velikog obima za razvoj lekova
možda mogle da dovedu do terapija za bolesti poput Alchajmerove,
koja pogađa na hiljade života.
I pod tri, moja omiljena kvantna primena
je teleportacija informacija s jedne lokacije na drugu
bez fizičkog prenosa informacije.
Zvuči poput naučne fantastike,
ali je moguće
zato što ovi fluidni identiteti kvantnih čestica
mogu da se upletu duž prostora i vremena
tako da, kada promenite nešto kod jedne čestice,
to može da utiče na drugu,
a to stvara kanal za teleportaciju.
Ovo je već demonstrirano u istraživačkim laboratorijama
i može da bude deo budućeg kvantnog interneta.
Još uvek nemamo takvu mrežu,
ali moja ekipa radi na ovim mogućnostima,
simulirajući kvantnu mrežu na kvantnom kompjuteru.
Dakle, dizajnirali smo i implementirali neke zanimljive nove protokole,
poput teleportacije među različitim korisnicima mreže,
efikasnog prenosa podataka,
pa čak i bezbednog glasanja.
Dakle, meni je izuzetno zabavno što sam kvantna fizičarka.
Od srca to preporučujem.
(Smeh)
Imamo priliku da budemo istraživači u kvantnoj zemlji čuda.
Ko zna kakve ćemo primene još da otrkijemo.
Moramo da se krećemo oprezno i odgovorno
dok gradimo kvantnu budućnost.
A za mene lično,
ne gledam na kvantnu fiziku kao na oruđe samo za izgradnju kvantnih kompjutera.
Gledam na kvantne kompjutere kao način da ispitamo tajne prirode
i da otkrijemo više o ovom skrivenom svetu van našeg iskustva.
Koliko je zapanjujuće da mi kao ljudi,
sa našim relativno ograničenim pristupom univerzumu,
ipak možemo da vidimo daleko mimo našeg horizonta
samo upotrebom naše mašte i naše ingenioznosti.
A univerzum nas nagrađuje
tako što nam pokazuje koliko je neverovatno zanimljiv i pun iznenađenja.
Budućnost je temeljno neizvesna,
a za mene, to je izvesno uzbudljivo.
Hvala vam.
(Aplauz)