Kebanyakan daripada sejarah kita, teknologi manusia terdiri daripada
otak kita, api dan kayu runcing
Sementara api dan kayu menjadi stesen janakuasa dan senjata nuklear
Penaiktarafan yang paling besar telah berlaku di otak kita
Sejak 1960an, kuasa 'mesin otak' kita telah berkembang pesat
menyebabkan komputer menjadi lebih kecil dan lebih berkuasa pada waktu yang sama
Tetapi proses ini hampir menghampiri had fizikal
Bahagian komputer mendekati saiz satu atom
Untuk memahaminya mengapa ianya satu masalah, kita harus 'bersihkan' beberapa asas
Komputer diperbuat daripada komponen mudah yang melakukan perkara mudah
mewakili maklumat, yang bermaksud memproses dan mengawal mekanisme
Cip komputer mengandungi modul
yang mengandungi get logik yang mengandungi transistor
Transistor ialah bentuk paling mudah dalam pemproses data dalam komputer
asasnya, suis dapat menghalang atau membuka
'Jalan' maklumat yang melaluinya
Maklumat ini dibuat daripada bit yang boleh ditetapkan sama ada sifar atau satu
Gabungan beberapa bit digunakan untuk mewakili maklumat yang lebih kompleks
Transistor digabungkan untuk menjadi get logik, yang melakukan perkara mudah
Contohnya, get DAN menghantar output sesuatu jika semua input menjadi satu
Dan sebaliknya, output sifar
Gabungan get logik menghasilkan modul yang bermakna
contoh, untuk penambahan dua nombor
Apabila anda tambah, anda boleh mendarab, dan sekiranya anda boleh mendarab
asasnya, anda boleh melakukan apa sahaja
Oleh kerana operasi asas adalah lebih mudah daripada matematik darjah satu
bayangkan komputer sebagai sekumpulan kanak-kanak tujuh tahun
yang menjawab soalan matematik yang terlalu asas
Kumpulan yang besar dapat mengira apa-apa pun, daripada astrofizik sehingga Zelda
Walau bagaimanapun, bahagian ini semakin kecil dan kecil
Fizik kuantum membuat perkara lebih mengelirukan
Secara pemikiran sempitnya, transistor hanyalah suis elektrik
Elektrik ialah elektron yang bergerak dari satu tempat ke tempat lain
jadi suis ialah laluan yang boleh menghalang elektron daripada bergerak dalam satu arah
Sekarang, skala tipikal untuk transistor ialah 14 nm
yang mana 8 kali ganda lebih kecil daripada diameter virus HIV
dan 500 kali ganda lebih kecil daripada sel darah merah
Disebabkan transistor mengecil sehingga saiz sebesar beberapa atom
elektron hanya 'menghantar' dirinya ke kawasan lain yang terhalang laluannya
yang dipanggil penerowongan kuantum
Dalam alam kuantum, fizik bertindak dengan berbeza daripada sudut
yang kita biasa jangkakannya
dan komputer tradisional berhenti menjadi tidak masuk akal
Kita menghampiri tembok fizik yang sebenar dalam kemajuan teknologi
Untuk menyelesaikan masalah ini, saintis sedang mencuba
Untuk menggunakan ciri-ciri kuantum untuk kebaikan mereka
dengan membina komputer kuantum
Dalam komputer biasa, bit ialah unit maklumat yang paling kecil
Komputer kuantum menggunakan kubit, yang boleh diset dari satu daripada dua nilai
Kubit boleh dikatakan dua tahap sistem kuantum
seperti putaran dalam medan magnet atau foton tunggal
Sifar dan satu ialah bentuk sistem yang memungkinkan
seperti keufukan foton ataupun kekutuban yang menegak
Dalam dunia kuantum, kubit tidak perlu menjadi salah satu daripada ini
Ianya boleh menjadi apa-apa perkadaran yang dua keadaan dalam satu-satu masa
Inilah yang dipanggil superposisi
Tetapi, sebaik sahaja anda menguji nilai, katakan, dengan menghantar foton ke penapis
Ia harus memutuskan sama ada untuk dikutub secara menegak atau mengufuk
Jadi, selagi ia tidak diperhati, kubit berada dalam kebarangkalian superposisi
Untuk sifar dan satu, dan anda tidak boleh menjangka yang mana akan terjadi
Tetapi, sebaik sahaja anda mengukurnya, ia akan 'runtuh' dalam satu keadaan yang tentu
Superposisi ialah pengubah permainan
Empat bit klasik boleh menjadi satu kepada dua kuasa 4
Tatarajah yang berbeza dalam satu masa
Itulah 16 gabungan yang memungkinkan yang mana hanya boleh digunakan sekali sahaja
4 kubit dalam superposisi, walau bagaimanapun
boleh menjadi semua 16 gabungan dalam satu masa!
Nombor ini tumbuh secara eksponen dengan setiap lebihan kubit
20 daripada mereka boleh menyimpan sejuta nilai dalam selari
Kubit yang tidak intuitif dan pelik yang ada
ialah kekusutan, perhubungan rapat yang mencipta setiap kubit
bertindak balas dengan perubahan dengan keadaan yang berlainan secara spontan
tidak kira betapa jauh mereka
Maksudnya, apabila mengukur hanya satu kubit yang kusut
yang boleh mendeduksi ciri-ciri pasangannya secara terus tanpa perlu melihat
Manipulasi kubit ialah pelentur minda juga
Get logik yang normal, ialah set input mudah
dan menghasilkan satu output tentu
Get kuantum memanipulasi input superposisi
memutar kebarangkalian dan menghasilkan superposisi yang lain sebagai output
Jadi, komputer kuantum boleh diset dengan beberapa kubit, yang mengamalkan get kuantum untuk 'memerangkap' mereka
dan memanipulasi kebarangkalian dan akhirnya mengukur hasilnya
Meruntuhkan superposisi kepada urutan sifar dan satu yang sebenar
yang bermakna, anda boleh dapat kesemua pengiraan
yang memungkinkan dengan penyediaan yang telah siap dalam satu masa
Anda boleh mengukur salah satu hasil
Dan ia mungkin menjadi apa yang anda inginkan
jadi anda perlu menyemak semula dan mencuba lagi
Tetapi dengan mengeksploitasi superposisi dan kekusutan dengan pintar
ini boleh menjadi lebih efisien secara eksponen
yang mana lebih memungkinkan dengan komputer biasa
Jadi, kemungkinan komputer kuantum tidak akan menggantikan komputer di runah kita
Dalam beberapa tempat, mereka ialah superior dengan luas
Salah satunya ialah pencarian pangkalan data
Untuk mencari sesuatu dalam pangkalan data
Komputer biasa mungkin perlu menguji setiap satu entrinya
Algoritma kuantum memerlukan punca kuasa dua pada masa itu
Untuk pangkalan data yang besar ialah perbezaan yang besar
Kegunaan komputer kuantum yang terkenal memusnahkan keselamatan TM
Sekarang, 'browsing' anda, email dan maklumat perbankan
dijaga ketat dengan sistem enkripsi yang mana memberi sesiapa pun
kunci awam untuk mengekod mesej yang hanya anda sahaja yang boleh menyelesaikannya
Masalahnya, kunci awam ini boleh digunakan
untuk menghitung kunci persendirian yang sulit
Untungnya, melakukan matematik yang sepatutnya dengan komputer normal
mengambil masa bertahun-tahun dengan menggunakan kaedah cuba jaya
Tetapi, komputer kuantum dengan kelajuan eksponen
Boleh menyelesaikan dalam masa yang singkat
Kegunaan lain yang sangat menerujakan ialah simulasi
Simulasi dunia kuantum adalah terlalu 'amat' jika bercakap tentang sumber
dan juga untuk struktur lebih besar seperti molekul
Yang tidak terlalu tepat
Jadi kenapa tidak sahaja kita simulasi fizik kuantum dan fizik kuantum yang benar?
Simulasi kuantum boleh membekalkan pandangan protein yang baharu
yang mungkin merevolusikan ubat-ubatan
Sekarang, kita tidak tahu jika komputer kuantum akan muncul
atau hanyalah alatan khusus atau revolusi yang besar kepada kemanusiaan
Kami tidak ada idea di manakah had teknologi
Dan hanya satu cara untuk mengetahui
Video ini disokong oleh Akademi Sains Australia
yang memperkenalkan dan menyokong kecemerlangan sains
Belajar dengan lebih lagi tentang topik ini dan seumpamanya
Di .
Sangat seronok untuk berkerja dengan mereka jadi singgahlah laman web mereka
Video kami berjaya dihasilkan kerana sokongan anda di Patreon.com
Jika mahu menyokong kami dan menjadj sebahagian askar burung Kurzgesagt
Singgahlah laman Patreon kami