Квантовые компьютеры похожи на калейдоскопы
Квантовые вычисления похожи на коробку шоколадных конфет Форреста Гампа: никогда не знаешь, что получишь в итоге. Квантовые явления — поведение материи и энергии на атомном и субатомном уровнях — так или иначе, не поддаются определению. Это непрозрачные облака возможностей, или, точнее, вероятностей. Когда кто-то наблюдает квантовую систему, она теряет свою квантовость и "коллапсирует" в определенное состояние. Квантовые явления загадочны и часто противоречат здравому смыслу. Это затрудняет понимание квантовых вычислений. Люди, естественно, обращаются к знакомому, пытаясь объяснить незнакомое, и для квантовых вычислений это обычно означает использование традиционных двоичных вычислений в качестве метафоры. Но объяснение квантовых вычислений таким образом приводит к серьезной концептуальной путанице, потому что на базовом уровне это совершенно разные животные.
Эта проблема подчеркивает часто ошибочное мнение о том, что обычные метафоры более полезны, чем экзотические, при объяснении новых технологий. Иногда более полезен противоположный подход. Свежесть метафоры должна соответствовать новизне открытия. Уникальность квантовых компьютеров требует необычной метафоры. Как исследователь в области коммуникаций, изучающий технологии, я считаю, что квантовые компьютеры можно лучше рассматривать как калейдоскопы. Разница между пониманием классических и квантовых компьютеров огромна. Классические компьютеры хранят и обрабатывают информацию с помощью транзисторов, которые представляют собой электронные устройства, принимающие двоичные, детерминированные состояния: единица или ноль, да или нет. Квантовые компьютеры, напротив, обрабатывают информацию вероятностно на атомном и субатомном уровнях.
Классические компьютеры используют поток электричества для последовательного открытия и закрытия шлюзов, чтобы записывать информацию или манипулировать ею. Информация проходит по цепям, запуская действия с помощью ряда переключателей, которые записывают информацию в виде единиц и нулей. Используя двоичную математику, биты являются основой всего цифрового, от приложений на вашем телефоне до записей по счету в вашем банке и сигналов Wi-Fi, распространяющихся по вашему дому. В отличие от этого, квантовые компьютеры используют изменения в квантовых состояниях атомов, ионов, электронов или фотонов. Квантовые компьютеры связывают или запутывают множество квантовых частиц, так что изменения в одной из них влияют на все остальные. Затем они создают интерференционные картины, подобные нескольким камешкам, брошенным в пруд одновременно. Некоторые волны, объединяясь, создают более высокие пики, в то время как некоторые волны и впадины, объединяясь, нейтрализуют друг друга. Тщательно откалиброванные интерференционные картины направляют квантовый компьютер к решению проблемы.
Термин "бит" является метафорой. Это слово предполагает, что во время вычислений компьютер может разбивать большие значения на крошечные — биты информации, которые легче обрабатывать электронным устройствам, таким как транзисторы. Однако использование подобных метафор сопряжено с определенными затратами. Они не идеальны. Метафоры - это неполные сравнения, которые переносят знания с того, что люди хорошо знают, на то, над чем они работают, чтобы понять. Битовая метафора игнорирует тот факт, что бинарный метод не имеет дело со многими типами различных битов одновременно, как мог бы предположить здравый смысл. Вместо этого все биты одинаковы. Наименьшая единица квантового компьютера называется квантовым битом, или кубитом. Но перенос метафоры с битом на квантовые вычисления еще менее адекватен, чем ее использование для классических вычислений. Перенос метафоры из одного применения в другое ослабляет ее эффект.
Распространенное объяснение квантовых вычислений состоит в том, что в то время как классические компьютеры могут хранить или обрабатывать только ноль или единицу в транзисторе или другом вычислительном блоке, квантовые компьютеры предположительно хранят и обрабатывают как ноль, так и единицу, а также другие промежуточные значения одновременно посредством процесса суперпозиции. Однако при суперпозиции не сохраняется единица, ноль или любое другое число одновременно. Существует только предположение, что в конце вычисления значения могут быть равны нулю или единице. Эта квантовая вероятность является полной противоположностью двоичному методу хранения информации. Исходя из принципа неопределенности квантовой науки, вероятность того, что кубит хранит единицу или ноль, подобна коту Шредингера, который может быть либо живым, либо мертвым, в зависимости от того, когда вы за ним наблюдаете. Но эти два разных значения не существуют одновременно во время наложения. Они существуют только как вероятности, и наблюдатель не может определить, когда и как часто эти значения существовали до того, как наблюдение положило конец суперпозиции.
Отказ от этих проблем, связанных с использованием традиционных бинарных вычислительных метафор, означает использование новых метафор для объяснения квантовых вычислений. Метафора калейдоскопа особенно подходит для объяснения квантовых процессов. Калейдоскопы могут создавать бесконечно разнообразные, но упорядоченные узоры, используя ограниченное количество цветных стеклянных шариков, зеркальные перегородки и свет. Вращение калейдоскопа усиливает эффект, создавая бесконечно изменчивое зрелище из мимолетных цветов и форм. Формы не только меняются, но и не могут быть изменены наоборот. Если вы повернете калейдоскоп в противоположном направлении, изображения в целом останутся прежними, но точный состав каждой формы или даже их структура будут меняться, поскольку бусинки будут случайным образом перемешиваться друг с другом. Другими словами, хотя бусины, свет и зеркала могут воспроизводить некоторые узоры, показанные ранее, они никогда не будут абсолютно одинаковыми.
Используя метафору калейдоскопа, можно сказать, что решение, которое выдает квантовый компьютер, — конечная схема — зависит от того, когда вы останавливаете вычислительный процесс. Квантовые вычисления - это не угадывание состояния какой-либо конкретной частицы, а использование математических моделей того, как взаимодействие между многими частицами в различных состояниях создает закономерности, называемые квантовыми корреляциями. Каждый конечный шаблон - это ответ на задачу, поставленную перед квантовым компьютером, и то, что вы получаете в результате квантовых вычислений, - это вероятность того, что в результате получится определенная конфигурация. Метафоры делают неизвестное управляемым, доступным и познаваемым. Приближение значения удивительного объекта или явления путем расширения существующей метафоры - это метод, который так же стар, как название лезвия топора "долото", а его плоского конца - "обух". Эти две метафоры используют то, что мы очень хорошо понимаем из повседневной жизни, применяя это к технологии, которая нуждается в специальном объяснении того, что она делает.
Название режущей кромки топора "долото" намекает на то, что оно делает, добавляя нюанс, заключающийся в том, что оно изменяет объект, к которому применяется. Когда топор обтесывает или раскалывает кусок дерева, он "откусывает" от него кусочек. Метафоры, однако, дают гораздо больше, чем просто удобные обозначения и объяснения новых процессов. Слова, которые люди используют для описания новых концепций, со временем меняются, расширяясь и обретая самостоятельную жизнь. Сталкиваясь с кардинально отличающимися идеями, технологиями или научными явлениями, важно использовать свежие и яркие термины, чтобы расширить кругозор и улучшить понимание. Ученым и инженерам, стремящимся объяснить новые концепции, не мешало бы проявить оригинальность и овладеть метафорами — другими словами, задуматься о словах так, как это делают поэты.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - 19.06.2025 (990)
20.06.2025 - 07.08.2025 (990)
08.08.2025 - 26.09.2025 (1000)
27.09.2025 - 15.11.2025 (1000)
16.11.2025 - 09.01.2026 (1000)
10.01.2026 - 03.03.2026 (1000)
04.03.2026 - 22.04.2026 (1000)
23.04.2026 - 04.06.2026 (990)
05.06.2026 - 25.07.2026 (1000)
26.07.2026 - 13.09.2026 (1000)
14.09.2026 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Агент ЦРУ утверждает, что Эпштейн может быть жив

Бигфут прячется поблизости от людей

Где в космосе лучше место для жизни

Марсоход запечатлел потрясающий рассвет

Может ли черная дыра оставить след в излучении Хокинга

Молекулярная сложность как признак жизни

Необычные звезды появились не из гиперновых

Неопознанные обьекты - демонические явления

НЛО являются демоническими, а не инопланетными

Обнаружили самый далекий быстрый радиовсплеск

Отель с привидениями 'Милуоки' привлек внимание

Поразительный снимок уникальной сверхновой

Самое необычное облако Марса

Сделали ли нас религиозными волшебные грибы

Секретные программы на инопланетную тематику существуют

Слияние людей с ИИ - наступит через 19 лет

Стволовые клетки выживают в космосе

Черные дыры - ключ к пятому измерению

Экзотический метанол обнаружен в обитаемой зоне

Экспедиция прибыла на место поисков Амелии Эрхарт

Лабораторное оборудование из оргстекла. Точность, герметичность и индивидуальное исполнение

Древние черные дыры существуют в пятимерном мире

Есть ли связь между московием и НЛО

Живых птиц обнаружила СБ в нижнем белье мужчины

Звезда медленно поглощает коричневый карлик

Как выявить признаки жизни в космосе

Квантовые взаимодействия в ранней Вселенной

Космическая радиация и развитие рака

Мир, возрожденный из пепла своей звезды

Млечный путь образовался из тысяч галактик

НАСА нашло на Земле гигантский кусок Луны

Нейтроны и вращающиеся черные дыры

Необычные волны сняли у берегов Мексики

Новые ограничения на аннигиляцию темной материи

Планета земного типа с двумя солнцами

Разнообразные ледяные частицы океана Энцелада

Раскрытие НАСА информации о НЛО неполное

Свидетели НЛО могут дать показания перед Конгрессом

Татуировки научились делать невидимыми

У вас есть сила, чтобы стать хозяином своей реальности

Условия для постоянного присутствия людей на Марсе

Бывший астронавт делится своими взглядами на НЛО

Инопланетяне раскрывают себя

Исследование загадочной лунной пещеры

Как будет вести себя вода на Луне

Когда полюса Земли начали дрейфовать

Космополёты связаны с повышенным риском переломов

Набор добровольцев для поиска черных дыр

НАСА исследует загадочную дыру на Луне

Насколько глубоки отношения с ИИ на самом деле

Наша Вселенная родилась из черной дыры

Разрабатывают невидимые водяные знаки для ИИ-белков

Родился теленок с лишними конечностями

Свидетели инцидента с НЛО дадут показания

Система маломассивных нейтронных звёзд

Следуя за древними дождями Марса

США, Китай и Россия вступают в НЛО-гонку

Ускоренный курс по столкновениям планет

Черные дыры растут вместе с галактиками

Что космопутешествия рассказывают нам о сне

Ядерная война и ИИ могут привести к Армагеддону

Архитектор купил дом в форме НЛО

Внеземная жизнь. Экзопланета выделяет гелий

Встречи с НЛО в Свердловской области

Выставлен на продажу дом в форме НЛО

Гипотеза о ядерной темной материи

Загадочные вспышки - это столкновения мертвых звезд

Звездное скопление не поддается классификации

Земля и Марс созданы по разным рецептам

Инопланетяне могут скоро проявить себя

Крошечная звездная система может быть спутником спутника

Масштабные полицейские поиски пумы в Германии

Материал НАСА для производства на Луне

Обнаружили лунную магнитную окаменелость

Поиск планет-гигантов в близлежащей двойной системе

Расследование крушения НЛО вызвало резонанс

Северный полюс Марса менее запылен

Секретная программа об НЛО будет опубликована

Современные автомобили следят за вами

Цивилизация Наска не была завоевана Уари

Чат-боты в роли оракулов

Бандиты украли знаки с бигфутом в Огайо

Делавэр признан лучшим штатом для наблюдения НЛО

Дело о доме-призраке обсуждалось в парламенте

Загадочные древние курганы на юге США

Зарождается новая религия НЛО

Захватывающие дух фотографии НЛО в Тайбэе

Инсайдер рассказал о инопланетянах-рептилоидах

Каждое поколение получает равную долю благосостояния

Конференция по НЛО состоится в Дэнбери

Метеорит упал в Оклахоме на 100 млн лет позже

Министр энергетики рассказал о наблюдениях НЛО

НЛО над горами в штате Вашингтон

НЛО спрятался в облаках над Тайванем

Новый способ изучения темной энергии

Обнаружили воду, метан и аммиак на экзопланете

Отличные новости с Энцелада

Пилот столкнулся с гигантским НЛО

Станет ли Луис Элизондо правительственным рупором

Струи черных дыр проникают далеко за пределы галактик

Тайна человеческих костей в Гебеклитепе

Ави Леб заключил пари об инопланетянах

Большую кошку видели в районе Бинли-Вудс

В отличие от родителей, дети не боятся ИИ

Загадочные взрывы сотрясают город в Висконсине

ИИ выявит недостоверную медицинскую информацию

Искривлена ли Вселенная

Исчезнувшая цивилизация Красной планеты

Китай пробурил новую сверхглубокую скважину

Мальчик собрал кубик Рубика за пару секунд

Найден сверхпроводник, который нарушает время

Необычные объекты на Луне

НЛО заметили над Астаной

Очередные загадки Сфинкса

Почему льдинки из океана Энцелада различаются

Пророчество Криса Бледсоу об НЛО

Саудовская Аравия будет строить километровый небоскреб

Сверхновая или черная дыра

Секреты марсианских облаков

Скандал 'Дебатгейт' между Рейганом и Картером

Физика невозможного и НЛО над базой подводных лодок

Как выбрать радиатор отопления для квартиры. От параметров дома до покупки

Американские войска стреляли в рептилоидов

Англия запустит военно-космическую эскадрилью

Аризона - первая по количеству наблюдений НЛО

Военные США воюют с инопланетянами

Госсек США перепутал северное сияние с НЛО

Загадочная дыра на Луне ведет в подземную пещеру

Загадочные каменные ливни терзают индийскую деревню

Звезда НФЛ сомневается в высадке на Луну

Исчезновение генерала ВВС привлекло к себе внимание

Квантовое устройство имитирует возникновение материи

Многомерные чёрные дыры скрывают симметрию

Может ли наблюдаться отрицательная масса

Мы может обнаружить магнитные поля на экзопланетах

Новый амортизатор для космических аппаратов

Почему люди продолжают искать Ноев ковчег

Приз за снимок озерного монстра по кличке Пепи

Самый холодный лавовый мир с признаками атмосферы

Солнечные паруса могут остановить астероид-убийцу

США владеют инопланетными технологиями

Тайна артефактов машинного производства

Как выбрать пластиковые окна для квартиры

Американские войска открыли огонь по рептилоидам

Блуждающие черные дыры расскажут историю галактики

Глава НАСА непредубежден в отношении НЛО

Действительно ли Рассел Кроу снял НЛО

Здоровье сердца астронавтов для полета на Марс

Изменении оборонной стратегии США в космосе

ИИ Muse крадет личные данные пользователей

ИИ сдал пользовательницу полиции из-за ее планов

Кампания по созданию статуи человека-лягушки

Над Триполи сняли яркий метеорит

Наша Солнечная система является нестабильной

Неожиданное происхождение астероида Бенну

Новое окно в изучение темной материи

Обратная сторона Луны расскажет о магнитном поле

Пентагон открывает двери для инсайдеров

Плотность темной материи в новой теории гравитации

Роботы скоро уничтожат человечество

Сенсационные заявления об инопланетянах

Треугольное НЛО сняли в Англии

Экзопланета родилась из останков собственной звезды

Несущая способность грунта. Как оценить основание и выбрать надежный фундамент

Венера могла проглотить скалистый спутник

Видимое положение континентов сезонно меняется

Зафиксировали радиосигналы, исходящие от экзопланеты

ИИ искажает данные археологии

ИИ напоминает харизматичного религиозного лидера

ИИ-компаньоны могут подорвать социальные навыки

Как минимум три водных периода на Марсе

Как происходит смена солнечных циклов

Квантовый магнетизм и физика черных дыр

Клетки-зомби в стареющих тканях

Ледяные спутники могут поддерживать жизнь

Микроблазар генерирует самые быстрые частицы

Нейтронная звезда питается голубым гипергигантом

Обьект 3I-ATLAS очень неравнодушен к тяжёлой воде

Останки Нефертити в гробнице Тутанхамона

Свободно летающие легкие космопаруса

Среда формирования первых чёрных дыр

У Красной планеты фиолетовая сторона

Экзопланета вращается в обратном направлении

Юпитер использует сложную систему защиты

От идеи до тиража. Почему бизнесу выгодно работать с рекламным агентством

Боты лишают человечество плюрализма мнений

Наверх
Яндекс.Метрика