Программируя Вселенную. Квантовый компьютер и будущее науки - Сет Ллойд

Об авторе

Сет Ллойд – профессор механики Массачусетского технологического института, научный руководитель Исследовательской лаборатории электроники. Он также является адъюнкт-профессором Института Санта-Фе. Его работы связаны с проблемами, имеющими отношение к информации и сложным системам, от очень малых (как атомы обрабатывают информацию? как можно заставить их вычислить?) до очень больших (как общество обрабатывает информацию? как можно понять общество с точки зрения его способности обрабатывать информацию?).

Его оригинальные работы в области квантовых вычислений и квантовых коммуникаций, в том числе предложенный им первый технологически выполнимый проект квантового компьютера, демонстрация возможности аналоговых квантовых вычислений, доказательство квантового аналога теоремы Шеннона для канала с помехами, а также разработка новых методов квантовой коррекции ошибок и уменьшения шума, создали ему репутацию новатора и ведущего исследователя в области квантовых вычислений.

www.sethlloyd.com

Сноски

1

В 2011 г. компания D-Wave Systems объявила о создании коммерческого компьютера со 128 кубитами. – Прим. ред.

2

Американская энергетическая корпорация, обанкротившаяся в декабре 2001 г. – Прим. ред.

3

Русский аналог – счеты. – Прим. ред.

4

Два разных алфавита в семибитный код ASCII уже не умещались. Стихийная адаптация его к требованиям других языков породила великое множество восьмибитных кодовых таблиц. – Прим. ред.

5

Льюис Кэрролл. Алиса в Зазеркалье. Пер. Н. М. Демуровой.

6

Mark I – первый американский программируемый компьютер на электромеханических элементах. Разработан и построен в 1941 г. на средства, выделенные компанией IBM. После успешного прохождения первых тестов в феврале 1944 г. компьютер был перенесен в Гарвардский университет и с мая выполнял расчеты в интересах Бюро судостроения ВМС США. – Прим. пер.

7

Прогресс не стоит на месте. Сейчас примерно такой объем имеет снимок в сжатом виде, например в формате jpeg, причем сделанный очень скромной камерой. Несжатый снимок будет в несколько раз «тяжелее». – Прим. ред.

8

Или примерно в два раза больше Московской области. – Прим. ред.

9

Нуль, разумеется, не является положительным числом. В то же время можно подобраться к нему сколь угодно близко, оставаясь на положительной части числовой прямой. – Прим. ред.

10

Лучше, конечно, попросить компьютер воспринимать их сразу как машинные коды. До победного пришествия Windows можно было бы, например, закрыть набранный обезьяной файл, поменять его расширение на.com и запустить на исполнение. Не проводите этот эксперимент самостоятельно, если вы не знаете компьютер и операционную систему в совершенстве! – Прим. ред.

11

Добавим, что компьютеру абсолютно не важно, запущен ли на исполнение файл monkey.com или файл hamlet.com. И то и другое в принципе может быть исполнено как инструкция и, скорее всего, с печальными для машины последствиями. – Прим. ред.

12

Из отечественных ученых можно было бы добавить в этот список Андрея Колмогорова и Владимира Котельникова. – Прим. ред.

13

Уменьшая энтропию и количество информации в сосуде, демон сам накачивается информацией. – Прим. ред.

14

Австрийский и нидерландский физик Пауль Эренфест был женат на математике Татьяне Афанасьевой из Киева. – Прим. ред.

15

Определить это очень легко: просто умножьте 450 000 знаков текста на пять или шесть бит на символ. – Прим. ред.

16

Спин (англ. spin) – квантово-механическая характеристика частицы, описывающая ее собственный угловой момент и имеющая некоторое сходство с вращением планеты вокруг оси. – Прим. ред.

17

Третий и самый простой способ – правило правого винта: при вращении отвертки по часовой стрелке шуруп входит в стену, а при вращении против – выходит. – Прим. ред.

18

Ось волчка при этом описывает в пространстве конус. – Прим. ред.

19

Эрвином Ханом в 1950 г. – Прим. ред.

20

Майский бал – традиционный прием в колледжах Кембриджа в конце учебного года. – Прим. пер.

21

Хорхе Луис Борхес. «Сад расходящихся тропок». Пер. В. Дубина.

22

Эта «супермолекула» C60 относится к так называемым фуллеренам. – Прим. ред.

23

Точнее, волновой функцией. – Прим. ред.

24

Проще говоря, волны |1> и –|1> находятся в противофазе. – Прим. ред.

25

В немецком тексте Эйнштейна оно названо spukhafte Fernwirkung, в английском переводе Макса Борна – spooky action at a distance. – Прим. ред.

26

На момент публикации (1935 г.) квантовая запутанность была чисто умозрительной конструкцией, не известной из опыта. – Прим. ред.

27

Это, конечно, очень упрощенное описание. Точная формулировка звучит так: квадрат модуля волновой функции электрона представляет собой плотность вероятности обнаружить его в той или иной точке пространства. – Прим. ред.

28

AT&T – одна из крупнейших американских телекоммуникационных компаний. – Прим. ред.

29

Речь идет о песенке из мюзикла The Music Man, где есть слова «there’s trouble in River City». Эта фраза стала поговоркой, обозначающей некую очевидную трудность, которой окружающие пытаются не замечать. – Прим. пер.

30

В ноябре 2011 г. группа китайских исследователей во главе с Ду Цзяньфэном сообщила о разложении на множители числа 143 с использованием 4-кубитного квантового компьютера. – Прим. ред.

31

В октябре 2003 г. эта группа продемонстрировала логические операции на системе из двух кубитов. Важную роль в работе сыграли наши соотечественники Юрий Пашкин и Олег Астафьев. – Прим. ред.

32

Айзек Азимов. «Последний вопрос». Пер. Е. Дрозд, с некоторыми уточнениями.

33

Бывший сотрудник Института проблем передачи информации Лев Борисович Левитин уехал из СССР в 1973 г. – Прим. ред.

34

В оригинале – wimp, wino and macho. Все эти словечки являются английскими названиями объектов, рассматриваемых в качестве кандидатов на роль скрытой массы (темной материи). WIMP – это слабо взаимодействующая массивная частица (Weakly Interacting Massive Particle). Wino – гипотетический суперпартнер W-бозона; название построено из буквы W и суффикса -ino, применяемого для суперпартнеров по аналогии с названием «нейтрино». MACHO – массивный компактный объект галактического гало (Massive Compact Halo Object); к мачо относятся компактные остатки звезд, коричневые карлики, одинокие планеты и другие крупные слабосветящиеся объекты. Сегодня из этого списка наиболее реалистичными кандидатами на роль темной материи считаются «зануды» (WIMPs). – Прим. пер.

35

Название «квинтэссенция» не прижилось. Вместо него сейчас используется термин «темная энергия». – Прим. пер.

36

Гугол – число 10100, т. е. единица со 100 нулями. – Прим. пер.

37

Томас Гоббс. Левиафан, или Материя, форма и власть государства церковного и гражданского. Перевод А. Гутермана. – Прим. пер.

38

В российской литературе космический микроволновый фон называют также реликтовым излучением. – Прим. ред.

39

В русском тексте лидирует О, второй идет Е, третье и четвертое места делят А и И, а пятое и шестое – Т и Н, так что шесть первых букв такие же, как и в английском. Замыкают десятку С, Р, В и Л. – Прим. ред.

40

Это было очевидно еще Сэмюэлу Морзе, который присвоил самые короткие телеграфные сигналы из одной точки или тире буквам E и T, а сигналы из двух знаков – буквам A, I, M и N. – Прим. ред.

41

Стандартное требование к научной гипотезе – наличие проверяемых следствий. Построение, объясняющее некоторое явление, но не предсказывающее ничего нового, не может быть признано научным. – Прим. ред.

42

Автор неточен. Рекомбинация обычно происходит в процессе образования половых клеток, в каждую из которых попадает половина ДНК данной особи, и включает явление кроссинговера – обмена участками гомологичных хромосом, полученных ею ранее от двух родителей. – Прим. ред.