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)