0:00:00.195,0:00:03.313
Väčšinu našej histórie,[br]ľudská technológia pozostávala

0:00:03.313,0:00:06.051
z našich mozgov, ohňa a ostrých nástrojov.

0:00:06.631,0:00:10.102
Kým sa z ohňa a ostrý nástrojov[br]stali elektrárne a jadrové zbrane,

0:00:10.102,0:00:12.692
najväčší pokrok zaznamenali[br]naše mozgy.

0:00:13.132,0:00:17.619
Od 60tich rokov, sila našich mozgových[br]počítačov rastie exponenciálne,

0:00:17.619,0:00:21.794
čím umožňuje počítačom byť zároveň[br]menšími a výkonnejšími naraz.

0:00:22.524,0:00:25.444
Ale tento proces sa chystá[br]naraziť na fyzikálne limity.

0:00:25.834,0:00:28.721
Počítačové súčiastky začínajú[br]dosahovať veľkosť atómu.

0:00:29.391,0:00:32.689
Na to, aby sme pochopili prečo je to problém[br]je nutné si ujasniť nejaké základy.[br]

0:00:39.666,0:00:43.903
Počítač je vytvorený z veľmi jednoduchých[br]komponentov vykonávajúcich veľmi jendouché veci,

0:00:43.903,0:00:48.474
reprezentovaním dát, spôsobmi ich spracovania[br]a kontrolným mechanizmom.

0:00:49.064,0:00:50.678
Počítačové čipy obsahujú moduly,

0:00:50.678,0:00:53.906
ktoré obsahujú logické brány,[br]ktoré obsahujú tranzistory.

0:00:54.556,0:00:58.459
Tranzistor je najjednoduchšia forma[br]spracovania dát v počítači,

0:00:58.459,0:01:01.555
jednoducho, preínač, ktorý vie buď[br]otvoriť alebo zablokovať

0:01:01.555,0:01:03.479
cestu prechádzajúcim informáciám.

0:01:03.939,0:01:08.463
Táto informácia je tvorení bitmi,[br]ktoré môžu byť nastavené na 0 alebo 1.

0:01:09.073,0:01:12.982
Kombinácie viacerých bitov sa používajú[br]na reprezentáciu zložitejších informácií.

0:01:13.502,0:01:18.025
Tranzistori sa kombinujú, aby vytvárali[br]logické brány, ktoré stále robia veľmi jednduché veci.

0:01:18.025,0:01:22.888
Napríklad AND brána posiela na výstup 1,[br]ak sú VŠETKY jeho vstupy 1

0:01:22.888,0:01:25.104
inak na výstup pošle 0.

0:01:25.664,0:01:28.982
Nakoniec kombinácie logických brán[br]tvoria významné moduly,

0:01:28.982,0:01:31.066
napríklad spočítavanie dvoch čísel.

0:01:31.446,0:01:35.134
Keď už vieme spočítavať, tak vieme aj násobiť,[br]a ak vieme násobiť,

0:01:35.134,0:01:36.851
tak môžeme robiť v podstate hocičo.

0:01:37.481,0:01:41.038
Keďže všetky základné operácie sú doslova[br]jednoduchšie ako prvácka matematika,

0:01:41.038,0:01:43.729
môžeme si predstaviť počítač[br]ako skupinu sedem-ročných detí

0:01:43.729,0:01:46.038
odpovedajúcich na základné matematické operácie.

0:01:46.578,0:01:50.717
Dosť veľká skupina takýchto detí môže[br]vypočítať čokoľvek od astrofyziky až po Zeusa.

0:01:51.277,0:01:53.617
Avšak, s časťami menšími[br]a menšími,

0:01:53.617,0:01:56.049
kvantová fyzika robí veci zložitejše.

0:01:56.649,0:01:59.805
V skratke, tranzistor[br]je len elektrický prepínač.

0:02:00.105,0:02:03.111
Elektrika sú pohybujúce sa elektróny[br]z jedného miesta na druhé,

0:02:03.111,0:02:07.818
takže prepínač je priechod, ktorý môže blokovať[br]elektróny pohybujúce sa jedným smerom.

0:02:08.408,0:02:11.678
Dnes je typická veľkosť[br]tranzistoru 14nm,

0:02:11.678,0:02:15.481
čo je približne 8x menej[br]ako priemer vírusu HIV

0:02:15.481,0:02:18.451
a 500x menej[br]ako červená krvinka.

0:02:18.931,0:02:22.497
Ako sa tranzistory zmenšujú[br]až na veľkosť len pár atómov,

0:02:22.497,0:02:25.929
elektróny sa môžu preniesť[br]na druhú stranu blokovaného priechodu

0:02:25.929,0:02:28.173
pomocou procesu zvaného[br]kvantové tunelovanie.

0:02:28.643,0:02:31.649
V kvantovej ríši, fyzika[br]pracuje trochu inak

0:02:31.649,0:02:33.358
predvídateľne ako sme zvyknutý

0:02:33.358,0:02:36.561
a tradičné počítače[br]prestanú dávať zmysel.

0:02:37.071,0:02:40.935
Blížime k reálnej fyzickej[br]bariére pre náš technologický vývoj.

0:02:41.655,0:02:44.001
Aby sme vyriešili tento problém,[br]vedci sa pokúšajú

0:02:44.001,0:02:47.016
použiť nezvyčajné kvantové vlastnosti[br]v náš prospech

0:02:47.016,0:02:49.052
tým, že vyrábajú kvantové počítače.

0:02:49.664,0:02:53.141
V bežných počítačoch, sú najmenšou[br]jednotkou informácie bity.

0:02:53.611,0:02:57.787
Kvantové počítače používajú kubity [qubits], ktoré[br]taktiež môžu nadobudnúť jednu z dvoch hodnôt.

0:02:58.287,0:03:00.613
Kubit môže byť jeden[br]z dvoj-úrovňového kvantového systému,

0:03:00.613,0:03:04.290
ako je rotácia [spin] v magnetickom poli[br]alebo samotný fotón.

0:03:04.580,0:03:07.518
0 a 1 sú možné[br]stavy tohoto systému,

0:03:07.518,0:03:10.678
ako horizontálna[br]alebo vertikálna polarizácia fotónu.

0:03:11.148,0:03:14.524
V kvantovom svete sa kubit nemusí[br]nechádzať v jednom z dvoch stavov.[br]

0:03:14.524,0:03:17.656
Môže byť v ľubovoľných pomeroch[br]v oboch stavoch naraz.

0:03:17.896,0:03:19.905
To sa nazýva superpozícia.

0:03:20.355,0:03:24.270
Ale hneď ako budete testovať jeho hodnotu,[br]napríklad pošlete fotón cez filter,

0:03:24.270,0:03:28.664
musí sa rozhodnúť byť polarizovaný buď[br]vertikálne alebo horizontálne.

0:03:29.234,0:03:33.722
Takže, pokým je nepozorovaný, kubit[br]je v superpozícii pravdepodobností

0:03:33.722,0:03:36.953
pre 0 alebo 1, a nevieme [br]predpovedať ktorý to bude.

0:03:37.623,0:03:41.690
Ale v okamihu ako ho odmeriame,[br]spadne do jedného z určitých stavov.

0:03:42.380,0:03:44.537
Superpozícia mení hru.

0:03:45.267,0:03:48.233
4 klasické bity môžu byť[br]v jednej z dvoch na štvrtú

0:03:48.233,0:03:50.040
rôznych kombinácii v jednom čase.

0:03:50.422,0:03:54.400
Spolu to je 16 možných kombinácií,[br]z ktorých môžeme použiť len jednu.

0:03:54.960,0:03:57.016
Avšak, 4 kubity v superpozícii

0:03:57.016,0:04:00.202
môžu byť v každej z tých[br]16 kombinácií naraz.

0:04:00.875,0:04:04.020
Toto číslo rastie exponenciálne[br]s každým ďalším kubitom.

0:04:04.530,0:04:08.110
20 kubitov môže naraz[br]ukladať paralelne až milión hodnôt.

0:04:08.780,0:04:11.680
Naozaj zvláštna a nezvyčajná vlastnosť,[br]ktorú môžu mať kubity

0:04:11.680,0:04:15.147
je PREPLETENIE, úzke spojenie,[br]ktoré spôsobuje, že každý z kubitov

0:04:15.147,0:04:17.968
reaguje na zmenu stavu[br]ďalšieho kubitu okamžite,

0:04:17.968,0:04:20.084
nezávisle na ich vzájomnej vzdialenosti.

0:04:20.564,0:04:23.254
To znamená, že meraním len[br]jedného prepleteného kubitu,

0:04:23.254,0:04:27.562
môžeme priamo odvodiť vlastnosti jeho[br]partnera bez toho aby sme ho museli zmerať.

0:04:27.942,0:04:30.718
Manipulácia kubitmi je ďalší hlavolam.

0:04:31.118,0:04:34.010
Bežná logická brána dostane[br]jednoduchú množinu vstupov

0:04:34.010,0:04:36.133
a vyprodukuje konečný výstup.

0:04:36.654,0:04:39.863
Kvantová brána manipuluje so vstupom[br]superpozícií

0:04:39.863,0:04:44.780
zrotuje možnosti a vyprodukuje[br]ďalšiu superpozíciu na výstupe.

0:04:45.430,0:04:49.965
Takže kvantový počítač nastaví nejaké kubity,[br]aplikuje kvantové brány aby ich preplietla,

0:04:49.965,0:04:53.171
zmanipuluje možnosti a nakoniec[br]odmeria výstup,

0:04:53.171,0:04:57.501
rútiac superpozície do aktuálnej[br]postupnosti núl a jednotiek.

0:04:57.991,0:05:00.996
Čo to znamená je, že[br]dostaneme celú postupnosť výpočtov,

0:05:00.996,0:05:04.138
ktoré sú možné s daným nastavením,[br]všetky získané v tom istom čase.

0:05:04.728,0:05:06.895
Nakoniec, môžeme odmerať[br]len jeden z výsledkov,

0:05:06.895,0:05:09.466
a len ten bude pravdepodobne[br]ten, ktorý chceme,

0:05:09.466,0:05:11.697
takže ho budeme musieť[br]skontrlovať dva-krát a skúsiť znova.

0:05:12.717,0:05:15.886
Ale rozumným využívaním[br]superpozícií a prepojení

0:05:15.886,0:05:17.888
to môže byť exponenciálne efektívnejšie

0:05:17.888,0:05:20.427
než ako by to bolo možné[br]na klasickom počítači.

0:05:21.747,0:05:25.463
Takže, pokiaľ kvantové počítače pravdepodobne[br]nenahradia naše domáce počítače,

0:05:25.463,0:05:28.201
v niektorých oblastiah sú oveľa ľepšie.

0:05:28.771,0:05:30.457
Jedna z oblastí je vyhľadávanie v databázach.

0:05:30.817,0:05:32.264
Vyhľadať niečo v databáze,

0:05:32.264,0:05:35.479
znamená pre bežný počítač[br]otestovať každý jeden záznam.

0:05:36.019,0:05:38.812
Kvantové algoritmy potrebujú[br]len odmocninu z toho času,

0:05:38.812,0:05:41.934
čo pre veľké databázy znamená[br]obrovský rozdiel.

0:05:42.761,0:05:46.595
Najpopulárnejším využitím kvantových počítačov[br]je ruinovanie IT bezpečnosti.

0:05:47.235,0:05:49.746
Práve teraz, vaš prehľadávanie,[br]emaily a bankové dáta

0:05:49.746,0:05:53.193
sú zabezpečené šifrovaným systémom,[br]v ktorom dáte každému

0:05:53.193,0:05:56.587
verejný kľúč na zakódovanie[br]správy, ktorú viete dekódovať len vy.

0:05:57.057,0:05:59.889
Problém je, že tento[br]verejný kľúč môže byť použitý

0:05:59.889,0:06:02.014
na vypočítanie vašeho súkromného kľúča.

0:06:02.544,0:06:05.520
Naštastie, vykonávanie nevyhnutnej[br]matematiky na bežnom počítači

0:06:05.520,0:06:07.690
by trvalo doslova roky[br]pokusov a omylov.

0:06:08.110,0:06:10.520
Ale kvantový počítač[br]s exponenciálnym zrýchlením

0:06:10.520,0:06:11.906
by to zvládol za cvhílku.

0:06:12.636,0:06:15.345
Ďalším naozaj vzrušujúcim[br]využitím sú simulácie.

0:06:15.795,0:06:18.897
Simulácie kvantového sveta[br]sú veľmi náročné na zdroje,

0:06:18.897,0:06:22.062
a dokonca pri väčších štruktúrach,[br]ako napríklad molekulách

0:06:22.062,0:06:23.954
často chýba presnosť.

0:06:24.504,0:06:28.254
Takže prečo nezačať simulovať kvantovú fyziku[br]s naozajstnou kvantovou fyzikou?

0:06:29.004,0:06:31.888
Kvantové simulácie môžu poskytnúť[br]nové pohľady na proteíny,

0:06:31.888,0:06:33.783
ktoré môžu priniesť revolúciu v medicíne.

0:06:34.403,0:06:36.878
Momentálne však netušíme[br]či kvantové počítače budú

0:06:36.878,0:06:40.680
len veľmi špeciálny nástroj[br]alebo veľká revolúcia pre ľudstvo.

0:06:41.090,0:06:43.733
Nemáme potuchy kde[br]sa nachádzajú limity technológie

0:06:43.733,0:06:45.863
a je len jeden spôsob ako to zistiť!

0:06:47.563,0:06:50.625
Toto video je podporované[br]Austrálskou Akadémiou Vied,

0:06:50.625,0:06:53.525
ktorá propaguje a podporuje[br]napredovanie vo vede.

0:06:54.425,0:06:56.595
Naučte sa viac o danej téme[br]a podobných na

0:06:56.595,0:06:58.567
www.nova.org.au

0:06:58.911,0:07:01.917
Bolo skvelé pracovať s nimi,[br]takže skočte pozrieť na ich stránku!

0:07:02.387,0:07:06.070
Naše videá sú taktiež tvorené[br]vašou podporou na Patreon.com.

0:07:06.630,0:07:10.796
Ak máte chuť nás podporiť a stať sa[br]súčasťou Kurzgesagt armády,

0:07:10.796,0:07:12.361
skočte pozrieť na našu stánku Patreon!