Охота на медведя с рогатиной старое "развлечение". Идея простая, делается длинная, прочная рогатина из дерева, охотник дразнит медведя, упирает рогатину прочно в землю, камень или пень и направляет на зверя. Зверь натыкается на рогатину, но вместо того, чтобы отойти, боль провоцирует его на ещё большую агрессию, в итоге медведь сам себя закалывает рогатиной.
Я слышал рассказы от современных охотников, что так они ходят к берлогам по ранней весне. Группа охотников подбирается к берлоге, готовят рогатину, а далее тянут жребий, кто полезет в берлогу, чтобы ударить мишку ножом, тем самым разбудить его, разозлить и заставить выйти из берлоги. Охотники тянут короткую спичку, решая, кто отправится с ножом в берлогу. Конечно, на подстраховке всегда есть ребята с ружьями, но смысл в том, чтобы убить зверя без выстрелов и лишнего шума.
Квантовые компьютеры
Даже если кто-то в современном мире плохо себе представляет, как работают компьютеры и тем более квантовые, хоть раз о них да слышал.
Обычно квантовые вычисления объясняют суперпозицией, т.е. если обычный компьютерный бит всегда принимает значение либо 1 либо 0, то кубит (qubit, квантовый бит) имеет суперпозицию, он одновременно и 1 и 0. Как кот Шрёденгера, который одновременно и жив и мёртв. И тогда как обычному компьютеру нужно много времени для сложных вычислений, квантовый заранее знает все возможные исходы и возвращает результат. Но вернёмся к нашим охотникам.
Квантовые охотники
7 охотников (я не значю почему 7, цифра может быть любой, наверно) идут с рогатиной на медведя. Тащат спички, кто вытаскивает короткую, тот должен лезть в берлогу и будить мишку.
Обычный компьютер: по очереди показывайте мне спички, я пройдусь по каждому, у кого будет короткая, тот и лезет в берлогу.
Всё логично и надёжно.
Квантовый компьютер: у кого короткая спичка -- шаг вперёд.
А что, так можно было?
Можно, в этом и есть превосходство квантового компьютера, ему не нужно производить вычисления, т.к. все возможные варианты для 7 охотников у него уже есть, он просто "знает" результат.
Казалось бы, зачем для этого квантовые вычисления? Обычный компьютер спокойно перебором быстро найдёт охотника с короткой спичкой.
Усложним задачу. Допустим у нас есть 1 000 000 групп по 7 охотников, которые тянут спички. Обычному компьютеру нужно будет пробежаться по всем, в поиске короткой. Тогда как квантовый опять же скажет "шаг вперёд те, у кого короткая". При этом ему совершенно без разницы, сколько перед ним групп, 1 000 000 или 1 000 000 000 000 000.
Пока обычный компьютер, закатав рукава будет проверять спички охотников, квантовый компьютер уже отправит "коротких" в берлогу.
Усложним задачу. Каждую секунду всем охотникам спички меняют. Что квантовому компьютеру вообще побоку, а вот обычному доставляет проблем. Т.к. если он за секунду не успевает пробежаться по всем охотникам и найти всех с короткими спичками, все его вычисления напрасны и нужно начинать их заново.
Вот так просто и наглядно можно объяснить совсем не техническим языком обычному человеку на примере из жизни (охотники тут не при чём, речь скорее про жребий).
Потеря суперпозиции, декогерентность
Наверное самой большой проблемой и огромной "головной болью" среди строителей квантовых компьютеров является декогерентность, или потеря суперпозиции кубита. Вспомним кота Шрёденгера, который находится в суперпозиции, одновременно жив и мёртв. Открыв коробку с котом, его суперпозиция будет утрачена, произойдёт декогерентность, он примет одно из значений и станет не котом в суперпозиции, а самым обычным, живым или мёртвым котом.
Над этой проблемой и борятся все, кто разрабатывает и строит квантовые компьютеры, они изолируют кубиты от внешних наблюдателей как могут, лишь бы они находились в суперпозиции, не принимали только одну из позиций. Т.е. важно, чтобы кубит всегда был и 1 и 0 одновременно.
Декогерентный охотник
Если проводить параллель с нашими охотниками, представим, что один охотник оказался то ли хитрее, то ли боязливей остальных и заранее определил свою позицию, что он точно не хочет лезть в берлогу. Поэтому на охоту он берёт свою спичку из дома, которая всегда будет длинной вне зависимости от того, какая достанется ему. Он утратил суперпозицию, выбрав только один вариант.
В этот момент он нарушает все вычисления квантового компьютера. Даже если "сегодня" ему не достанется короткой спички, он всё равно покажет свою, длинную и сегодня "вычисления" будут условно верны. Но "завтра", когда ему должна будет достаться короткая, а он достанет длинную, получится, что у всех длинная спичка и охоту надо сворачивать. Для квантового компьютера это будет означать, что один или часть его кубитов потеряли суперпозицию, но когда это произошло неизвестно, а значит все вычисления до этого можно ставить под сомнения. Вот так один хитрый "охотник" может испортить любые самые прорывные исследования и выводы квантового компьютера.
Не претендую на эксперта в области квантовых вычислений и прекрасно понимаю, что это супер примитивный пример, но мне он показался понятным и те, кому успел рассказать, это подтверждают )
А вообще будет здорово, если комьюнити попробует раскрутить этот пример или приведёт свои простые примеры, как рассказать блондинке про квантовые компьютеры, их проблемы, зачем они и почему.
Комментарии (94)
ABy
21.11.2021 07:34А если охотник с короткой спичкой струсит и не сделает шаг вперёд, как квантовый компьютер будет выкручитаться? Сам в берлону полезет? Или он знает что медведь УЖЕ МЕРТВ?
mobilz Автор
21.11.2021 07:40+1Дак вы же лишь повторили мой пример, разве что я предположил, что охотник подготовил длинную спичку заранее, чтобы не признаваться среди друзей, что он просто струсил.
В данном случае станет очевидно, что суперпозиция охотника утеряна и основной задачей станет уже не медведь, а попытка понять, когда этот охотник начал трусить и на сколько вычислений нужно откатиться назад.
я вам даже больше скажу, медведь всегда будет жив, т.к. квантовому компьютеру от охотников нужна лишь короткая спичка и попонтоваться перед обычным компьютером, насколько он быстрый. пока...
StVorpensi
21.11.2021 07:52+1Типичное "чтение с разрушением", скоро этот баг пофиксят
mobilz Автор
21.11.2021 08:00+2чем обуславливается типичность? да и по поводу бага спорно, спрос рождает предложение. очень хотелось бы жить в мире, где экологи борятся не с двс, а с военными и сельским хозяйством. где чиновник, это призвание, а учитель, это высокооплачиваемая профессия итп. но мы живём в мире, повторю, где спрос рождает предложение. но спасибо за ваше мнение )
Radisto
21.11.2021 08:12+4Если надо на пальцах объяснить, мне кажется, хорошая аналогия. Конечно можно придраться, что она не объясняет всех тонкостей, ну так любая аналогия хромает на четыре лапы.
Режим невыносимого зануды: рогатина не только из дерева, еще и сталь, потому что рогатина - это копьё
mobilz Автор
21.11.2021 08:14в деревни русской стали было мало, затачивали раздвоенный черенок, он не только протыкал медведя, но и служил тормозом. ну, по крайней мере так говорили мужики из деревни, я сам так не охотился, конечно, и вряд ли буду )
agat000
22.11.2021 08:59Проткнуть медведя деревянной палкой? Это уже не охота, а "Клуб самоубийц".
Рогатина - от слова "рог". Тяжелое толстое копье. С железным наконечником обязательно.
ninJo
21.11.2021 08:57+1Пример хороший, но вообще то можно было бы обойтись без медведя - спичек для объяснений было достаточно. Но с медведем конечно красочнее.
mobilz Автор
21.11.2021 09:01+1без медведя потеря суперпозиции не обоснована, т.е. легче понять страх человека лезть в берлогу, чем "воздействие внешнего наблюдателя". но в общем да, речь не про охоту и медведей, а просто про жребий.
хороший пример с подкидыванием монеты, орёл или решка. чтобы просчитать что выпадет, обычному компьютеру нужно знать силу толчка, сопротивление воздуха, т.е. гравитационные силы, прочие внешние факторы типа ветра итп, тогда как квантовому компьютеру вообще всё равно, он в суперпозиции. но на примере монеты сложнее объяснить потерю суперпозиции простыми словами.
p.s. звучит так, будто я отстаиваю свой пример, так и есть
Rukis
21.11.2021 16:30+7Медведь необходим для соблюдения традиции причинения вреда животинкам в квантовых аналогиях.
Но в данном случае, охотников можно было бы заменить на группу аспирантов, которые тянут спичку: кто пойдёт доставать разъяренного кота Шрёдингера из ящика, ну или закапывать ящик с почившим котом, в зависимости от результата эксперимента.
Fen1kz
21.11.2021 09:00+8Мне не понравилась аналогия, потому что суперпозиция опять объясняется скрытым параметром. Справедливости ради, этим грешат 99% квантовых объяснений, когда в угоду простоте квантовая начинка выкидывается.
К тому же, если я правильно понимаю, то просто набор кубитов в суперпозиции будет выдавать случайный шум и не более, а в квантовом компьютере они все запутаны между собой
mobilz Автор
21.11.2021 09:08повторю, я далёк от квантовой физики и могу всё путать, я отталкиваюсь от своих поверхностных знаний, как вы верно заметили, выкидывая всю квантовую начинку. однако, мне этот пример показался наглядным, т.к., во-первых, он очевиден для "простого" человека, т.е. зачем проверять спичку каждого, когда результат уже известен? Во-вторых, он очевидным "человеческим" языком показывает потерю суперпозиции на примере страха одного из охотников, который идёт на хитрость. это ооооочень косвеное влияние внешнего наблюдателя для классической квантовой теории, но вполне понятно даже детям.
Fen1kz
21.11.2021 09:34+11Вот тоже простое объяснение, складываем 15+15
Обычный компьютер: "хм, 15 + 15, это 16 + 14, а это 17 + 13 ..., а это 29 + 1, а это 30 + 0 — Итого 30"
Квантовый компьютер: " (мгновенно) 28. Просто подумал что вроде подходит, но это не точно"
Квантовый компьютер с декогеренцией: "15 + 15? Легко, 15 + 15 = птица. Ой, извините, отвлекся на воробушка, о чем мы там?"
Проблема что моего, что вашего объяснения в том, что несмотря на то, что они очевидны для "простого" человека, они объясняют лишь малую часть различия между КК и обычным компьютером, более того они абсолютно игнорируют "квантовость" КК и совсем не объясняют как именно КК удается быть таким эффективным.
Я не ставил минусов и больше ничего доказывать не буду, просто решил выдать небольшой фидбек в виде комментария, что с ним делать — решайте сами, дело не мое.
mobilz Автор
21.11.2021 09:56+2а я поставил вам плюс, т.к. не смотря на разность во мнениях, вы вполне себе обосновываете своё видение в отличии от многих, что рождает диалог, а не настаивание на мнении каждого отдельно.
ваш пример вполне точно рассказывает квантовый уровень, который нам, в нашей модели мира с 3-мя изменениями и временем очень странный, всмысле 28? но на квантовом уровне это допустимый ответ, который вполне годится для описания движения частиц.
другое дело, классический пример с криптографией, что на вычисления в миллионы лет для обычного компьютера, квантовый даст быстро набор верных решений, которые уже легко проверить в нашем, реальном мире. т.е. в вашем примере скорее квантовый ответит не 28, а "28, 29, 30, 31 или птица". и все они будут верны на квантовом уровне (опять же, насколько я себе это представляю), тогда как мы для своего мира из этих результатов уже можем получить истину.
third112
21.11.2021 09:14+3ИМХО статья с большим туманом за здравие и упокой "кота шрёденгера". По статье не понятно, какой ответ выдаст квантовый ПК на задачу 2+2? Может 0, может 1, может 3? (Я только про статью, но не про идею квантовых вычислений, ИМХО бывают случаи, когда объяснения на спичках слишком популярны).
Survtur
21.11.2021 09:34+2"Мужики, считайте 2+2 и проверьте вычитанием. У кого получилось, шаг вперёд и называем ответ." При передаче ответа пользователю КПК добавить "Это не точно."
Hwd
21.11.2021 10:01+2Никто не лезет в берлогу с ножом, это бред. Тыкают палкой.
mobilz Автор
21.11.2021 10:04мне рассказывали про нож под лапу, т.к. иначе не разбудить.
p.s. не возьмусь отстаивать этот метод, свечку не держал
ads83
22.11.2021 00:36+1свечку не держал
На секунду представил, как пока остальные тащат спичку, самый упоротый уже в берлоге — готовит свечку чтобы
выложить процесс побудки в Тиктокепотом сравнить плюсы и минусы разных подходов ;-)
PsihXMak
21.11.2021 10:10+9Наверное это будет понятно тем, кто знает, как работает суперкомпьютер.
Для меня по прежнему загадка, откуда суперкомпьютер знает, у кого короткая спичка. И каким образом обеспечивается суперпозицию спичек?
Ps Возможно не хватает немного терминологии? В обычном пк понятно, что есть заряды, которые принимают значения 1 и 0. Квантовый компьютер как то обходится без этого?
flasher1
21.11.2021 10:16+3А я с самого начала не понял - зачем они это делают? Спит себе медведь, зачем его будить и убивать? Ладно у древних людей наверняка были какие-то реальные проблемы с медведями. Зачем они делают это в 21 веке?
mobilz Автор
21.11.2021 10:18+2чаще всего это для защиты. зимой обнаруживаются берлоги недалеко от деревни и чтобы по весне голодные медведи не пришли к людям в поисках еды, их популяцию вокруг деревни нужно контролировать.
но вы правы, в 21 веке это скорее развлечение "для мужиков" )
Chronicler
21.11.2021 10:30Все просто. В глубине души людям нравится убивать, это вызывает азарт. Многие игры популярны по той же причине.
Squoworode
21.11.2021 19:29+2Тут, мне кажется, не просто "убивать", а доминировать. И выстраивать социальные отношения на основании этого. Хотя, конечно, и адреналиновая зависимость тоже влияет.
siryoshka
21.11.2021 10:51+2Как я понимаю, наличие декогерентности и не позволяет нарастить приемлемую мощность вычислений. Почему бы не запараллелить кубиты в мультиплексор, ведь наличие ашипки уже результат вычисления, измеренное состояние
mobilz Автор
21.11.2021 11:24вычисление с ошибкой не имеет смысла. те, кто строят квантовые компьютеры говорят о том, что можно будет небольшим компьютером симулировать движение частиц, т.е. то, что сейчас делает огромный коллайдер годами, квантовый компьютер посчитает за секунды.
но насколько я понимаю, мыслите вы верно, аналогично недавно IBM презентовала свой квантовый компьютер, где кубиты образуют многослойную сетку. с одной стороны они представили КК с немыслимыми 127 кубитами, с другой стороны как я понял, почти половина обеспечивает не вычисления, а отсутствие декогерентности у другой половины. как те охотники, которые остались снаружи берлоги и на всякий случай держат ружья в руках.
stantum
21.11.2021 11:24+1Мне пример понравился, но часть о хитром охотнике не описывает декогерентность. При вычислениях на обычном компьютере, в случае некорректных входных данных, возникнет точно такая же ошибка. Нужен вариант, где поведение квантового и обычного компьютера будет отличаться.
Daddy_Cool
21.11.2021 11:35+4Неточная аналогия подобно котенку Шреденгера с
дверцейберлогой. Пример в статье объясняет скорее работу аналогового компьютера. Когда для некой нужной математики (нужных вычислений) существует физический процесс и можно измерить то, что получится в процессе. В гидродинамике использовалась «электрогидродинамическая аналогия». Вместо того, чтобы решать уравнения гидродинамики — проводятся измерения на электрической модели — ну а что — уравнения те же самые же.
А про измерение длины спичек — можно в пучок и выровнять один край, какая высовывается — та длинная, тоже аналоговый способ.mobilz Автор
21.11.2021 11:40вы в первом обзаце достаточно верно описали суперпозицию, вычисления не нужны, когда есть ответы.
а во втором привели пример классической сортировки, т.е. математической операции. чтобы "выровнять" пучок, обычному компьютеру нужно знать длину каждого элементаDaddy_Cool
21.11.2021 11:56+3Вот что такое суперпозиция — мне надо еще думать и думать. )
Современная охота на медведя может выглядеть скорее так —
тот кто с короткой спичкой залезает в берлогу и щекочет мишку, а остальные стоят с фотиками наизготовку. А дальше — плюсики, лайки, репосты.
Mimizavr
22.11.2021 11:24И хейт со стороны зоозащитников, потому что несчастной зверушке нарушили биологические ритмы.
OlegSivchenko
21.11.2021 11:39+2Мне захотелось назвать эту вариацию мысленного эксперимента не "Кот Шрёдигера", а "Берлога Шередегина".
SADKO
21.11.2021 12:10+10Никакое это не объяснение, а псевдологика сродни религиозной. Автор квантовую механику явно не алё, но с чего-то решил примерить на себя роль пророка. Типа посмотрите какая прекрасная метафора :-) и для человека далёкого от темы она действительно проканает.
Это своего рода жвачка для ума, её и по жевать можно, и вкус понимания появляется, только насытиться заданием она не даёт, ибо нету в ней знания.
mobilz Автор
21.11.2021 12:58всё верно, я так сразу и написал ????♂️ это далеко не квантовая теория, это попытка «на пальцах» объяснить разницу между обычным и квантовым компьютером простому человеку.
в интерстелларе кротовую нору показывают как пространство в виде листа бумаги, который приломляют и протыкают ручкой. или как чёрную дыру просто представить в виде металлического шара, который прожимает натянатую простыню. и то и то не верно и не претендует на науку, но вполне понятно даёт представление, как оно работает. так и я не претендую на точность, я просто предложил понятную аналогию (как мне кажется), чем отличется компьютер от кк
zhulan0v
21.11.2021 12:42+6Ну так себе объяснение - есть кубиты и поэтому квантовый компьютер сразу знает ответ. Суть то как раз таки в части которая пропущена, как из из кубитов получается ответ.
mobilz Автор
21.11.2021 13:06а как из кубитов получается правильный ответ? так чтоб ребёнок понял и жена, которым это не нужно, но примерно понимать хотелось бы?
third112
22.11.2021 08:06Не понял: почему автор не хочет добавить к статье приложение для особо "занудных" читателей? — Не для "ребёнка и жены". Задан ИМХО логичный вопрос:
как из из кубитов получается ответ
Автор может ответить? Или за ребёнка и жену прятаться будет? Извините за м.б. резкость, но не солидно получается для такой интересной темы.
Eugene-WoofBird
21.11.2021 13:26По мне так это Квантовый Скачок для человеческой цивилизации!
Далее я опишу варианты как вижу в голове, и если вдруг не понравится выскакивания, то не надо сразу искать в своих карманах помидоры, чтобы кинуть в недовольстве или неприятии....Суть различия - Одно вычисление за один промежуток времени, против Неопределенно-Бесчисленных-и-Параллельных вычислений. Что из этого следует: Что нужно использовать Такие Задачи, где Исходные или Конечные результаты можно найти только благодаря "квантовым вычислениям".
Пример 1 - "Желаемый конечный Результат" (Из миллиона возможности к одному решению)
Представим себе астероидные и метеоритные пояса, что между Марсом и Юпитером, и другие (кажется есть также и за Плутоном, в пределах нашей солнечной системы). Не суть. Эти астероиды являются и угрозой уничтожения жизни, так и неисчислимыми ресурсами для будущего цивилизации.
1. Если мы хотим решить вариант А - предотвратить наше уничтожение, то скормив все возможные физические данные об объектах - плотность, размер, структура строения и прочие. Пусть теперь квантовый компьютер параллельно вычислит все возможные траектории движения, включающие себя любые возможные физико-химические процессы. Мы в конечном итоге найдём 1, 10 или тысячу объектов которые, в какой-то момент времени упадут на Землю после очереди событий, которые, и изменили их траекторию.
2. Если же мы хотим создать какой-нибудь "экзотический элемент" или материал, которого ещё не существует в природе, (существование которого само по себе "невозможно") и который обладает теми или иными желаемыми свойствами, то скормив квантовому компьютеру те же самые данные из варианта А. После этого пусть же он покажет какие объекты и как должны быть обработаны, объеденины, или другой способ (радиационное облучение, громадное давление или наоборот, низкая или высокая температура) что бы получить наконец желаемый результат. Даже если эти ресурсные объекты находятся в разных солнечных системах, или в другой галактике.
Пример 2. "Желаемое исходное состояние" (Реверс-Инжиниринг но для физической материи)
Представим себе ситуацию, когда космическая экспедиция находит обломки космического корабля (неважно где) с материалом, структура которого ранее не была известна. Иными словами создать своими силами не представляться возможным - "Мы не знаем как это было создано!" Здесь как раз и пригодится квантовый компьютер: параллельно, в миллиарды независимых потоков ,делать обратную обработку материала найденного обломка материала, в поисках искомого элемента (с вариантами его внешнего вида - камень или руда, жидкость, газ, плазма, антиматерия, тёмная материя, тёмная энергия и прочие виды, если это стабильные проявления, как и при каких условиях если "исходник нестабилен", например как вторичное сырьё при взрыве сверхмассивных объектов космоса). Как только будет ясно как оно должно выглядеть "как материя, излучение" то ВСЕГДА можно найти способ сделать этот элемент пригодным к обработке и преобразованию.
Пример 3. "Смерти мы проигрываем битвы, но победа в войне за жизнь будет навсегда за нами!" или как квантовый компьютер может навсегда победить смерть, если этого реально захотим...
Миллиарды, квинтиллионы процессов и всё одновременно. Физическое тело, и жизненные процессы в теле это всё квантовые процессы. Что, если...Для начала, я бы хотел начать с малого. Представим себе живую в клетку в живой благоприятной среде обитания, при которой она может жить достаточно долго, и быть полезной выполняя функцию. Если мы сможем создать алгоритм кода в одну строку, в которой каждый "блок" будет отвечать за отдельное проявление этой клетки. В этом коде в одну строку первые сто миллионов знаков будут полностью описывать точное расположение мельчайших элементов этой клетки (частиц структуры, для мега-структуры ДНК, где сама ДНК является частицей следующего порядка), следующие 10 миллионов символов описывают их функцию (движения, влияние на окружающие её частицы), и так далее, где каждый отдельный блок кода в одну строку описывает все жизненные процессы клетки, живой плоти, органов, и мозга.
Длину этого кода для полноценного человека, это наверн 10 в степени какого-нибудь поистину числа. Но если квантовый компьютер может справлятся с этим "бесконечно длинным" кодом алгоритма, который полностью описывает всё-всё-всё что может происходит в человеческом теле. Далее, моя любимая часть - а как это помогает победить смерть!? Если вам, господа и дамы, 30+ лет то вы наверно помните фильм Люка Бессона "Пятый Элемент". Там как раз был эпизод в начале фильма, первые 10 или 15 минут, когда пираты сбили космический корабль с разумными инопланетянами рядом с планетой. Затем археолог со своим помощником встретили тех же представителей цивилизации, он в момент закрытия створок каменных дверей успел передать артефакт, в форме похожей на космическую перчатку (там в фильме видно)Если мы сможем создать алгоритм, который будет
Olorin111
21.11.2021 22:08+1- а как это помогает победить смерть!? Если вам, господа и дамы, 30+ лет то...
...то шансы у вас, увы, не высоки.
third112
22.11.2021 08:27Если же мы хотим создать какой-нибудь "экзотический элемент"
Простите за занудство, но современная наука исключает неизвестные элементы между клетками периодической таблицы. — Был у меня в детстве учебник химии от родителей, где были пустые клетки. Сейчас в таблице их не осталось — можно только в даль двигаться, получая тяжелые, и обычно нестабильные трансураны в количестве десятков атомов.
Pent1
21.11.2021 13:44+4Ничего это не объясняет. С таким же успехом я могу создать тысячу логических регистров, подвести к каждому контроллер, реализующий функцию "Значение Х - шаг вперёд" и по этой логике я добьюсь немеряного квантового превосходства без квантов.
Кубит отличается от бита тем, что там есть кроме |0> и |1> ещё какая то хрень типа |+> и |->, которые есть что-то среднее между |0> и |1> и комплексные числа.
Вот зачем там все это и как это может быть полезным в вычислениях?
mobilz Автор
21.11.2021 13:48я писал выше уже не раз, что не ставил задачи передать квантовую теорию. идея была в том, чтобы объяснить разницу с обычным компьютером жене и ребёнку. не для того, чтобы они стали квантовыми физиками, а чтобы имели представление.
но судя по большому количеству аналогичных комментариев, надо было либо посвятить половину статьи объяснению зачем и для кого она, либо я выбрал не то сообщество.
а ещё забавно, что 90% комментов аля «дак ты ничего не объяснил, всё сложнее», вы ведь целиком прочитали? я был бы счастливее, если бы предпоследний абзац курсивом не игнорировался бы. но и за критику спасибо
third112
22.11.2021 08:43Извините, но возникает вопрос: почему не написать статью "Обо всем" и начать словами: я ничего не знаю про пчеловодство, добычу железа и постройку аэростатов, но попробую это понятно объяснить.
Xambey97
21.11.2021 14:35+1Можно, в этом и есть превосходство квантового компьютера, ему не нужно производить вычисления, т.к. все возможные варианты для 7 охотников у него уже есть, он просто «знает» результат.
Это верно лишь от части. Вычисления не мгновенны (если брать что-то сложнее выбора между 1 и 0), они зависят от кол-во участвующих в вычислениях мультивселенных, число которых непонятно. Мы тем самым как бы «параллелим» вычисления между мультивселенными. Да, в теории это позволит сильно ускорить сложные вычисления, но это все-еще теория. На данный момент задачи которые они могут решать сильно ограниченны и нам еще только предстоит определить, как их адаптировать для большинства мат. операций. Из того, что наиболее вероятно — это создание квантового шифрования данных, которое нельзя будет взломать в принципе в нашей вселенной, а также алгоритмов для подбора любого из существующих шифров сейчас, что может создать информационную катастрофу по защите информации с последующим резким рывком с переходом к квантовому шифрованию
vindy123
21.11.2021 15:45+2Подождите, но аналогия со спичками — она же абсолютно бессмысленная и ничего не объясняет про алгоритмы квантовых вычислений на самом деле. Ну вот буквально в огороде бузина, а в Киеве дядька. Буду благодарен, если кто-то более техническим языком расскажет, как и кому квантовый компьютер говорит сделать шаг вперёд? Кто этот неведомый второй актор, помогающий распараллелить задачу?
vvzvlad
21.11.2021 19:24+1Я попробую с очень большими допущениями в угоду простоте.
Допустим, у нас есть задача подбора пароля — есть функция, решением которой является байт (01001100), который надо подобрать. Обычный компьютер может только переключать биты в нем, и для подбора надо в худшем случае перебрать 256 вариантов, что займет 256 попыток.
В квантовом компьютере каждый бит может находиться в суперпозиции, быть вероятностью 1 и 0, и мы можем построить из таких вероятных битов байт. Построив цепочку вычислений внутри квантового компьютера таким образом, что она проверит, правильный ли вариант пришел ей на вход, мы запускаем расчет, и тут происходит магия — на вход функции подается не конкретный байт, а размазанное состояние всех возможных 256 вариантов этого байта, за раз. На выходе тоже размазанное вероятностное состояние, но с явным пиком напротив правильного варианта. Опа, мы решили(с вероятностью 99%) задачу за один шаг вместо 256.
Pyhesty
22.11.2021 00:28есть такой раздел в советском учебнике радиотехники что-то типа функциональной электроники, которая позволяет считать за один такт очень сложные вычисления (учебники относятся к 80м годам и функциональные компьютеры к тем же и они существовали). Есть к примеру задача - расчет двумерного преобразования фурье или свертка двух двухмерных сигналов (оно же умножение сигналов в спектральной области), так вот можно создать оптическую схему, проходя через которую свет будет раскладываться на фурье преобразование и обратно, таким образом со скоростью света можно производить сложнейшие операции фильрации и свертки двумерных сигналов. И это работало в 80х годах. А что такое свет? это кванты, можно сказать, что такой компьютер квантовый. Вот я так вижу аналогичный принцип работы существующих квантовых компьютеров на уровне математики и практики прошлого века, разница лишь в том, что сейчас пытаются работать с отдельными квантами.
Pyhesty
22.11.2021 00:34добавлю, что по аналогии с вышеописанной краткой моделью оптического компьютера ничто не мешает предположить квантовый компьютер, который одновременно вычисляет все хеш суммы блокчейна или все варианты криптографической последовательности выдавая одновременно результаты подбора всех вариантов. Это одно из свойст квантового компьютера, одновременный перебор всех вариантов.
vindy123
22.11.2021 05:50Спасибо, но не, это вы говорите про суперпараллельность аналоговых вычислительных машин, они на разных физических принципах строятся, в том числе и на фотонике (можно погуглить jiuzhang photon test из свежего), но не имеют отношения к квантовым вычислениям
ProLimit
22.11.2021 11:51Как я понимаю, на вход системы из этого примера можем подать только одно состояние за раз. Вычисления мгновенные но смена состояний нет. В квантовом - на входе сразу все состояния, и на выходе тоже.
Pyhesty
22.11.2021 12:53нет, не верно, в функциональном компьютере вы подаёте непрерывно сигналы подлежащие обработке и сразу же получаете результат, в частности свертку двух двумерных сигналов, скорость изменения сигналов - любая, все определяется насколько вы быстро успеваете считывать результат.
если сравнивать с преобразованием фурье, то в обычном компьютере, вы считаете результат последовательно, а в функциональном все результаты получаются одновременно. Это как если вы перебрали все варианты со спичками и вариантами как поведёт себя медведь одновременно и сразу же получили двумерный вариант решений (что собственно и делает квантовый компьютер)
vics001
21.11.2021 15:45+2Непонятен алгоритм в принципе, лучше уже было в какой-то момент переходить на что-то знакомое. Если это алгоритм поиска в Базе данных, то он совсем не O(1), а O(sqrt(N)) в квантовом компьютере.
Вот отличное видео по Алгоритму Гровера - для самых начинающих!
vvzvlad
21.11.2021 19:09+3Наверное самой большой проблемой и огромной «головной болью» среди строителей квантовых компьютеров является декогерентность, или потеря суперпозиции кубита. Вспомним кота Шрёденгера, который находится в суперпозиции, одновременно жив и мёртв. Открыв коробку с котом, его суперпозиция будет утрачена, произойдёт декогерентность, он примет одно из значений и станет не котом в суперпозиции, а самым обычным, живым или мёртвым котом.
О, боже всемогущий наш Эйнштейн, Шредингер в гробу бы перевернулся, услышь он такое. Вот иногда очень хочется взять всех тех людей, которые поясняют за квантовую механику, используя кота Шрёдингера, засунуть их в ящик со счетчиком и пузырьком, и некоторое время подождать, пока не станет слышен звон разбитого стекла.
Пример с котом служил демонстрации именно того, что концепция волновой функции и суперпозиции ложна, т.е. всем очевидно, что кот не может находиться в двух состояниях одновременно, а следовательно, вытаскивая волновую функцию на макро-уровень мы показываем несостоятельность этой идеи, или, хотя бы, недостаточную проработку вопроса «а что такое наблюдение». А теперь котом демонстрируют эту идею. Ад.
Эталонная статья от человека, который совершает сразу две ошибки — думает, что понял квантовую механику, а потом думает, что он может корректно ее объяснить.
Latrommy
21.11.2021 19:37+1Братья "Колобки" Пилоты находятся в состоянии квантовой суперпозиции - на их часах ровно "n-дцать часов" :)
Как мне кажется, весь мультсериал "Братья Пилоты" полон примеров квантовой механики. Например, в понимании братьев колобков аквариумные рыбки, кот и слон могут принимать свойства друг друга, и, если убрать рыбок, аквариум или кота из "Дела", слон не будет найден и возвращён в зоопарк.
stardust1
21.11.2021 21:44Не назвал бы это понятливым примером. Учитывая суперпозицию, у всех охотников одновременно короткая и длинная спичка (кот жив и мертв), так? Поэтому когда компьютер говорит "у кого короткая спичка -- шаг вперёд", они должны все сделать шаг вперёд и одновременно его не делать.
frog
21.11.2021 22:09Вспомнилось, на ту же тему:
— "… Перед нами вентилятор с быстро вращающимися лопастями. [...] Поскольку экспозиция фотоснимка никогда не равна нулю, т.е. хотя бы небольшая смазанность лопастей на картинке будет присутствовать, мы тем самым можем определить позицию лопасти только с некоторой погрешностью. Измеряя ширину размытия, зная длительность снимка, мы можем вычислить скорость лопасти. Точность измерения скорости находится в оппозиции с точностью измерения координат, ведь для более точного вычисления скорости нам нужно взять более длительный период снимка, где, соответственно, будет большее размытие положения лопасти. " (TimeCoder)
VladPavlushin
22.11.2021 06:30следую духу статьи, любое объяснение работы квантового компьютера
нарушает его суперпозицию, т.е. по итогу ошибочно.
А если серьезно, то, я бы назвал квантовый компьютер, не компьютер, а инструмент, использующий некоторые свойства элементарных частиц для решения определенной задачи.
В конце концом мы же не говорим, что часы есть темпоральный компьютер, хоты они
тоже производят определенные вычисления.
mobilz Автор
22.11.2021 06:32спасибо, что хоть вы согласились с моей позицией: как ребёнку объяснить разницу. конечно всё это не точно, как и в интерстелларе показывали на бумаге, что такое кроличья нора
third112
22.11.2021 09:05как ребёнку объяснить
Когда Хабр стал изданием для детей типа "Мурзилки" и "Веселых картинок"? Я эти журналы еще в школе перестал читать.
Зачем ребёнку кв. механика, когда он обычной не знает? Может лучше ему решать задачки типа "из пункта А в пункт Б..."?
mobilz Автор
22.11.2021 11:31-2т.е. мне надо разжовывывать вам 15 лет как и что в плане безопасности, уязвимостей итп, а ребёнок мой нах, пусть живёт в неведении?
почему все эти годы я должен был объяснять вам простым языком за безопаасность, а теперь не могу так же объяснить квантум?
почему лично ты, на хабре, считаешь себя взрослым, когда слепую скулю на время никогда не пройдёшь? что есть хабр? такие же люди, как и я! давай так, я помогу тебе написать пост, который соберёт 100 плюсов, а уже после, ты расскажешь мне, какие статьи писать или нет
LevPos
22.11.2021 13:37+1А то, что у third112 есть пост со 112 плюсами, Вы не заметили?
Печаль: Хабра больше не будет?
И что такое "слепая скуля"?
PEACE_dez
23.11.2021 15:14вероятно, это когда на медведя, и тоже с рогатиной, но уже БЕЗ спичек
///но вообще конечно да, интригующе, надо бы раскрыть тему «слепой скули»
third112
22.11.2021 13:56т.е. мне надо разжовывывать вам
почему лично ты, на хабре, считаешь себя взрослым
Забавный переход с "вы" на "ты"
давай так, я помогу тебе написать пост, который соберёт 100 плюсов,
Помоги.
уже после, ты расскажешь мне, какие статьи писать или нет
расскажу:)))
PEACE_dez
23.11.2021 15:11+1К тов. Mobilz претензий нет — он просто пересказал то, что ему охотники рассказали.
Но все равно нифига непонятно, как же работает квантовый компьютер.
Это как объяснить как работает ДВС — на примере с лошадкой.
Проводя параллель: лошадка тянет телегу, и медленно, а вот ДВС может тянуть 5 тонн и ооооченнь быстро.
Гланое — безин залить.
Так что из статьи я четко понял, что для квантовых вычислений очень важно, чтобыбензин был залитсуперпозиция не нарушалась, но вот как все таки РАБОТАЕТ квантовый компьютер — пардон, но яснее нифига не стало.
(Ну, по кр мере хоть буду знать как на медведей охотятся)
vb64
24.11.2021 19:15+1Не мог бы автор поста привести пример кода, реализующий приведенный пример с охотниками и спичками? Медведь там к задаче отношения не имеет, насколько я понял.
Код, который можно запустить на каком-нибудь существующем квантовом компьютере. Ну или пример HelloWorld, для начала.Спасибо.
KonstantinTyurin
легче не стало))
mobilz Автор
Ваш комментарий заставляет меня либо расстроиться, либо нет ;)
lz961
Нет, так не пойдёт. Нужен ансамбль авторов, находящихся в одном состоянии, часть из них огорчатся, часть нет.
LevPos
Тогда уж расстроиться и обрадоваться одновременно.
FruTb
Так мы же уже наблюдали комментарий. Так что уже произошла декогеренция и правда уже может быть только одно из двух)
rPman
Все кто описавает на публику суперкомпьютер рассказывают только про кубит, хранение информации
а собственно про вычисления нет
в классическом компьютере вычисления обеспечиваются бинарной логикой, специальными устройствами, а что отвечает за вычисления в квантовом компьютере?
что значит написать программу для квантового компьютера?
arheops
В обычном компьютере вычисления обеспечиваются подданными на вход данными(набором команд) вообщето.
В квантовом — тоже, только он вычисляет прямо сразу все. Но программирование все равно выполняется поданными данными и архитектурой ячейки. А на выходе — куча состояний, из которых ответ всеголишь наиболее вероятное.
rPman
состояний чего? кубит это мультисостояние
архитектура это соединение ячеек квантовой запутанностью или все ячейки друг другом запутаны одновременно?
RigelNM
Погрузитесь в квантовую теорию поля - будет понятно о чем вам сказали выше.
arheops
Ну в теории да, бесконечное мультисостояние. На практике считать можно только что-то, задаваемое архитектурой(реализацией) ячейки.
saboteur_kiev
Тогда причем тут квантовый компьютер, если у вас всего две позиции?
И соглашусь - СОВЕРШЕННО непонятно из статьи, откуда квантовый компьютер знает результаты сложных вычислений заранее.
clawham
а он не знает - вы можете повторять одно и то же вычисление на полностью исправном компьютере и получать то 0 то 1 :) и только по соотношению (вероятности) выпадлания нуля или единицы - вы какбы понимаете - сегодня охота скорее будет или скорее нет. и чем больше раз вы "достанете" из компьютера решение тем точнее будет ваш статистический результат при одном условии - у вас есть запас на декогеренцию т.к. компьютер может выдать ноль как вариативность решения задачи так и как вероятность попадания высокоэнергетический частицы и выведении кубитов из запутаности до завершения "цикла" измерения.