О квантовом компьютере за 10 минут
-
0:01 - 0:02Давайте сыграем в игру.
-
0:03 - 0:06Представьте, что вы в Лас Вегасе,
-
0:06 - 0:07в казино,
-
0:07 - 0:11и вы решили сыграть в игру на компьютере,
-
0:11 - 0:14например, в пасьянс или шахматы.
-
0:15 - 0:18Так же, как и человек,
компьютер делает ходы. -
0:18 - 0:20Это игра «орёл или решка».
-
0:21 - 0:24Первый ход у того игрока,
у кого выпал «орёл», -
0:24 - 0:26в данном случае — у компьютера.
-
0:26 - 0:28Он может может как подбросить монету,
так и не подбрасывать, -
0:29 - 0:30но вы не можете увидеть результат.
-
0:31 - 0:32Далее ваша очередь.
-
0:33 - 0:36Вы также можете выбрать,
подбрасывать монету или нет: -
0:36 - 0:39компьютер не увидит вашего хода.
-
0:40 - 0:44В конце снова ход компьютера,
-
0:44 - 0:46и после этих трёх раундов
-
0:46 - 0:48монета открывается.
-
0:48 - 0:51Если выпал орёл — побеждает компьютер,
-
0:51 - 0:53если решка — вы.
-
0:54 - 0:56Игра довольно простая.
-
0:56 - 0:59Если все играют по-честному
и монета ровная, -
0:59 - 1:03ваш шанс на победу — 50 на 50.
-
1:03 - 1:05Чтобы это доказать,
-
1:05 - 1:09я попросила своих студентов
сыграть в эту игру, -
1:09 - 1:11что они неоднократно проделали.
-
1:11 - 1:15Как и ожидалось, они выигрывали
в 50 процентов случаев -
1:15 - 1:16или около того.
-
1:16 - 1:18Скучноватая игра, правда?
-
1:18 - 1:22А что, если бы вы смогли сыграть
в неё на квантовом компьютере? -
1:23 - 1:26Насколько я знаю, в казино Лас Вегаса
-
1:26 - 1:28квантовых компьютеров нет.
-
1:28 - 1:31Однако компания IBM создала
действующий квантовый компьютер. -
1:31 - 1:32Вот он.
-
1:33 - 1:34Что же он из себя представляет?
-
1:35 - 1:37Квантовая физика занимается описанием
-
1:37 - 1:41поведение атомов и элементарных частиц,
-
1:41 - 1:44таких как электроны и протоны.
-
1:44 - 1:45Квантовый компьютер работает,
-
1:45 - 1:48контролируя эти частицы,
-
1:48 - 1:52но совсем не так, как это происходит
в обычных компьютерах. -
1:52 - 1:56Так, квантовый компьютер
нельзя назвать более мощной версией -
1:56 - 1:58современных компьютеров,
-
1:58 - 2:02так же как электрическую лампочку —
более мощной свечой. -
2:02 - 2:06Вы не создадите электрическую лампочку
путём совершенствования свечи. -
2:07 - 2:09При изготовлении лампочки
применяют другую технологию, -
2:09 - 2:12основанную на более
глубоком научном понимании. -
2:12 - 2:16По аналогии с этим, квантовый компьютер —
устройство другого типа, -
2:16 - 2:18работа которого базируется
на принципах квантовой физики. -
2:18 - 2:22И так же, как электрическая
лампочка когда-то изменила мир, -
2:22 - 2:24квантовые компьютеры способны повлиять
-
2:24 - 2:26на многое в нашей жизни:
-
2:26 - 2:30обеспечение безопасности,
сферу здравоохранения и даже интернет. -
2:31 - 2:35Поэтому компании по всему миру
работают над их созданием. -
2:35 - 2:37Чтобы понять, почему это
вызывает такой ажиотаж, -
2:38 - 2:40давайте сыграем в нашу игру
на квантовом компьютере. -
2:41 - 2:46Я прямо отсюда могу подключиться
к квантовому компьютеру IBM, -
2:46 - 2:48то есть могу поиграть в игру удалённо,
-
2:48 - 2:49как и вы.
-
2:50 - 2:56Вспомните письмо от TED,
высланное вам ранее, -
2:56 - 2:59где мы справшивали,
подбросили бы вы монету или нет, -
2:59 - 3:01играй вы в подобную игру.
-
3:01 - 3:06В действительности мы просили
сделать выбор между кругом и квадратом. -
3:06 - 3:10Вы этого не знали, но выбор круга
означал «подбросить монету», -
3:10 - 3:12а квадрата — «не подбрасывать».
-
3:13 - 3:16Пришло 372 ответа.
-
3:16 - 3:17Благодарю.
-
3:17 - 3:21Это значит, что мы можем сыграть
с квантовым компьютером 372 раза, -
3:21 - 3:23используя ваши варианты.
-
3:23 - 3:25Игра не заняла много времени,
-
3:25 - 3:27вот её результаты.
-
3:28 - 3:31К сожалению, вы сыграли неважно.
-
3:31 - 3:33(Смех)
-
3:33 - 3:36Квантовый компьютер
выиграл почти все игры, -
3:36 - 3:40а немногочисленные проигрыши связаны
со сбоями в операционной системе. -
3:40 - 3:42(Смех)
-
3:42 - 3:45Как же ему удалось добиться
такой удивительной череды побед? -
3:46 - 3:49Похоже на волшебство или обман,
-
3:49 - 3:52хотя это всего лишь
квантовая физика в действии. -
3:52 - 3:53Вот как это работает.
-
3:53 - 3:59Обычный компьютер принимает
каждую сторону монеты за один бит, -
3:59 - 4:01то есть за ноль или единицу,
-
4:01 - 4:04и его микросхема настроена
на положение монеты в данный момент. -
4:04 - 4:07Квантовый компьютер
работает совершенно по-другому. -
4:07 - 4:12Квантовый бит более динамичен, для него
характерно недвоичное состояние. -
4:13 - 4:18Он может существовать в суперпозиции,
или ситуации наложения нуля и единицы: -
4:18 - 4:23с некоторой вероятностью быть нулём,
и некоторой вероятностью — единицей. -
4:24 - 4:26Другими словами, его состояние
находится в некоем диапазоне. -
4:27 - 4:31Например, вероятность быть
нулём может составить 70 процентов, -
4:31 - 4:33а единицей — 30 процентов.
-
4:33 - 4:37Или 80 — 20 и 60 — 40.
-
4:37 - 4:40Бесконечное количество вариантов.
-
4:40 - 4:41Ключевая идея в том,
-
4:41 - 4:45что мы вынуждены отказаться
от точных значений нуля и единицы -
4:45 - 4:47и допустить некоторую неопределённость.
-
4:48 - 4:49Так, во время игры
-
4:49 - 4:54квантовый компьютер создаёт
динамичную комбинацию орла и решки, -
4:54 - 4:55нуля и единицы,
-
4:55 - 4:58поэтому независимо от того,
бросает игрок монету -
4:58 - 4:59или нет,
-
4:59 - 5:01суперпозиция остается неизменной.
-
5:02 - 5:05Можно провести аналогию
с перемешиванием двух жидкостей: -
5:06 - 5:10будете вы их помешивать или нет,
они всё равно перемешаются, -
5:10 - 5:13но квантовый компьютер
-
5:13 - 5:17может разделить ноль и единицу
в самый последний момент, -
5:17 - 5:20с лёгкостью открывая орла,
так что вы каждый раз проигрываете. -
5:20 - 5:22(Смех)
-
5:22 - 5:26Если вы думаете, что это немного
странно, вы абсолютно правы. -
5:27 - 5:31Обычные монеты не состоят
из комбинаций орла и решки. -
5:31 - 5:35Мы не сталкиваемся
с нестабильной квантовой реальностью -
5:35 - 5:37в повседневной жизни.
-
5:37 - 5:40И не волнуйтесь, если понятие
о кванте сбивает вас с толку, -
5:40 - 5:41со временем привыкните.
-
5:41 - 5:45(Смех)
-
5:45 - 5:49Но даже если мы не сталкиваемся
со странностями квантовых явлений, -
5:49 - 5:52мы способны увидеть их в действии.
-
5:52 - 5:54Вы сами видели результат игры.
-
5:55 - 5:56Квантовый компьютер выиграл,
-
5:56 - 6:01потому что использовал
суперпозицию и неопределенность — -
6:01 - 6:03свойства, обладающие
широчайшими возможностями -
6:03 - 6:06и применимые не только
для побед в игре с монетами: -
6:06 - 6:09на их основе возможно создание
квантовых технологий будущего. -
6:09 - 6:13Приведу три примера, которые показывают,
каким образом может изменить жизнь -
6:13 - 6:14пременение указанных свойств.
-
6:15 - 6:18Во-первых, квантовую
неопределённость можно -
6:18 - 6:20использовать для создания
персональных ключей -
6:20 - 6:24для шифрования сообщений,
отправляемых из одного места в другое. -
6:24 - 6:29Потому что благодаря этой неопределённости
хакеры не смогут тайно -
6:29 - 6:31и точно скопировать этот ключ:
-
6:32 - 6:36чтобы его взломать, им придётся нарушить
-
6:36 - 6:37законы квантовой физики.
-
6:38 - 6:42Данный вид шифрования
уже давно тестируют банки -
6:42 - 6:44и другие организации по всему миру.
-
6:45 - 6:51Сегодня в мире более 17 миллиардов
соединённых друг с другом устройств. -
6:51 - 6:56Только представьте, какое влияние может
оказать квантовое шифрование в будущем. -
6:56 - 7:02Во-вторых, квантовые технологии способны
изменить здравоохранение и медицину. -
7:02 - 7:08Например, возьмём трудности
лекарственной промышленности -
7:08 - 7:10с определением структуры
молекул и их анализом: -
7:10 - 7:15точное описание и вычисление
-
7:15 - 7:19всех квантовых свойств
каждого атома в молекуле — -
7:19 - 7:23сложная вычислительная задача,
даже для нынешних суперкомпьютеров. -
7:23 - 7:26Но квантовый компьютер работает лучше,
-
7:26 - 7:29потому что оперирует теми же
квантовыми свойствами, что и молекула, -
7:29 - 7:32которую он пытается смоделировать.
-
7:32 - 7:36Возможно, применение квантового
моделирования для разработки лекарств -
7:36 - 7:40поможет в борьбе с такими
заболеваниями, как болезнь Альцгеймера, -
7:40 - 7:42поражающего тысячи людей.
-
7:42 - 7:45И, в-третьих, моё самое любимое
применение квантовой физики — -
7:45 - 7:50телепортация информации
из одного места в другое -
7:50 - 7:53без физической передачи данных.
-
7:54 - 7:57Звучит как научная фантастика,
но это возможно -
7:57 - 8:01благодаря подвижным
состояниям квантовых частиц, -
8:01 - 8:05которые способны перемещаться сквозь
время и пространство, -
8:05 - 8:08так что когда вы изменяете одну частицу,
-
8:08 - 8:10это влияет на другую,
-
8:10 - 8:12что в итоге создаёт
канал для телепортации. -
8:13 - 8:16Это уже демонстрируется
в исследовательских лабораториях -
8:16 - 8:19и может стать частью
квантового интернета в будущем. -
8:19 - 8:23Пока у нас нет подобной сети,
-
8:23 - 8:25но моя команда работает над этим:
-
8:26 - 8:29мы моделируем квантовую
сеть на квантовом компьютере. -
8:30 - 8:34Мы спроектировали и внедрили
несколько интересных новых протоколов, -
8:34 - 8:40таких как телепортация
между разными пользователями сети, -
8:40 - 8:42эффективная передача данных
-
8:42 - 8:44и даже безопасное голосование.
-
8:45 - 8:47Мне доставляет море удовольствия
быть квантовым физиком. -
8:47 - 8:49Настоятельно рекомендую.
-
8:49 - 8:51(Смех)
-
8:51 - 8:54Мы исследователи квантовой страны чудес.
-
8:54 - 8:57Кто знает, какое применение
квантовой физики мы ещё найдём. -
8:57 - 9:00К построению квантового будущего
следует подходить -
9:00 - 9:03со всей осторожностью и ответственностью.
-
9:03 - 9:05А что касается лично меня,
-
9:05 - 9:10я не считаю квантовую физику лишь
инструментом для создания компьютеров. -
9:10 - 9:15Для меня квантовый компьютер —
это способ познания тайн природы -
9:15 - 9:19и мира за пределами
наших познаний и опыта. -
9:19 - 9:21Как здорово, что мы, люди,
-
9:21 - 9:24не смотря на недосягаемость Вселенной,
-
9:24 - 9:27всё равно способны раздвинуть горизонты
-
9:27 - 9:30благодаря воображению и изобретательности.
-
9:30 - 9:33И Вселенная отблагодарит нас тем,
-
9:33 - 9:36что покажет, насколько она
интересна и удивительна. -
9:37 - 9:41Будущее абсолютно непредсказуемо,
-
9:41 - 9:44и это просто порясающе.
-
9:44 - 9:45Спасибо.
-
9:46 - 9:52(Аплодисменты)
- Title:
- О квантовом компьютере за 10 минут
- Speaker:
- Шохини Гош
- Description:
-
Квантовый компьютер — это не просто более мощная версия современных компьютеров. Это совершенно иное устройство, в основе котрого лежит зарождающееся научное понимание, а также некоторая неопределённость. Стипендиат TED Шохини Гош приглашает вас в квантовую страну чудес, в которой вы узнаете, каким потенциалом обладает эта технология для совершенствования медицины, создания шифрования, которое невозможно взломать, и даже телепортации данных.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 10:04
Retired user approved Russian subtitles for A beginner's guide to quantum computing | ||
Retired user edited Russian subtitles for A beginner's guide to quantum computing | ||
Anna Zvereva accepted Russian subtitles for A beginner's guide to quantum computing | ||
Anna Zvereva edited Russian subtitles for A beginner's guide to quantum computing | ||
Anna Zvereva edited Russian subtitles for A beginner's guide to quantum computing | ||
Anna Zvereva edited Russian subtitles for A beginner's guide to quantum computing | ||
Alena Chernykh edited Russian subtitles for A beginner's guide to quantum computing | ||
Alena Chernykh edited Russian subtitles for A beginner's guide to quantum computing |