¿Es realmente posible la computación cuántica en 'Devs'?

Una historia de determinismo

La hipótesis de que podemos predecir el futuro a través de la información no es tan moderna como podría parecer. Durante milenios, los filósofos han estado especulando sobre la relación universal entre causa y efecto, y cuál (si es que alguno) existe al servicio del otro. ¿La causa siempre precede al efecto? ¿O la 'potencialidad' de cualquier sustancia ya existe en su 'actualidad', como Aristóteles lo tendrías? Y, si es así, ¿este conocimiento es accesible? El programa en sí hace referencia a la rica historia del problema que aborda en el episodio 7, cuando el físico Stewart cita al erudito francés Pierre-Simon Laplace. La cita es larga y no está atribuida.

Podemos considerar el estado presente del universo como el efecto de su pasado y la causa de su futuro. Un intelecto que en un momento dado conociera todas las fuerzas que animan la naturaleza y las posiciones mutuas de los seres que la componen, si este intelecto fuera lo suficientemente vasto para someter los datos al análisis, podría condensar en una sola fórmula el movimiento de los mayores. cuerpos del universo y el del átomo más ligero; para tal intelecto nada podría ser incierto y el futuro, al igual que el pasado, estaría presente ante sus ojos.

Aunque esto suena como la vanguardia del pensamiento científico, solo se hizo posible mediante el desarrollo de la mecánica cuántica a lo largo de los años 20.^th siglo, Laplace escribió la idea en 1814.

La inteligencia omnisciente que imagina Laplace, que ha llegado a llamarse 'Demonio de Laplace', probablemente fue conceptualizado en su época de la Ilustración no como un demonio, sino como Dios. La religión ha postulado desde tiempos inmemoriales que nuestro futuro es conocido y determinado por un ser superior. Si el conocimiento lo posee Dios, una civilización avanzada según el principio holográfico, o por una máquina como en Devs, la humanidad siempre ha querido saber si realmente tenemos libre albedrío. Si Laplace o Forest están en lo cierto, y toda la información sobre nuestro pasado y futuro ya está almacenada en la energía cuántica del universo, entonces no es así. Y el futuro se puede conocer.

¿Es posible la máquina de Forest?

Hay dos teorías predominantes en la física cuántica que asumen el determinismo completo del universo y ambas se mencionan en el programa: El De Broglie-Bohm o teoría de la 'onda piloto', y la Interpretación de muchos mundos. La lógica de la primera teoría se utiliza en la parábola de la pluma: hay un rumbo fijo para la historia, y puede determinarse mediante información cuántica. La teoría de muchos mundos, sin embargo, establece que cada vez que se toma una "decisión" a nivel de partícula, el tiempo se ramifica en realidades separadas mediante las cuales se realizan todas las posibilidades, creando posiblemente infinitos universos diferentes. Podrías reconocer esta teoría de clásicos como Spiderman: Into the Spider-Verse (Spiderman: Into the Spider-Verse).

Si bien el equipo de Forest trabaja inicialmente bajo la premisa de que la teoría de la onda piloto es correcta, resulta que la ecuación de Many Worlds es la clave para hacer funcionar la computadora cuántica. Sin embargo, si alguno resulta ser cierto en la realidad, Dev's La proposición de que podríamos mirar hacia nuestro futuro potencialmente todavía se mantiene.

Estas dos teorías del determinismo no son de ninguna manera marginales en la comunidad científica. Ellos tienen un bastante fuerte con el respaldo de un gran número de físicos modernos, y están ganando influencia con el tiempo a medida que los científicos rechazan cada vez más la Interpretación de Copenhague.

Sin embargo, el hecho de que la teoría cuántica sea compatible no significa que la máquina de Forest sea posible.

Como señala el científico informático Dr. Scott Aaronson en una entrevista sobre el programa, una computadora o algoritmo de cualquier tipo, cuántico o no, solo puede generar información equivalente a los datos que recibe. Para que pueda hacer cálculos con respecto a todo lo que alguna vez será, tiene que conocer la situación actual y pasada de todo lo que alguna vez fue.

`` Dudo que reconstruir el pasado remoto sea realmente un 'problema computacional' en absoluto, en el sentido de que incluso la supercomputadora de ciencia ficción más poderosa todavía no podría brindarle respuestas confiables si careciera de los datos de entrada apropiados '', dice Aaronson, agregando 'Hasta donde sabemos hoy, lo mejor que podría hacer cualquier computadora (clásica o cuántica), incluso en principio, con cualquier dato que pudiéramos recopilar, es pronosticar una gama de futuros posibles y una gama de pasados ​​posibles .

'Los datos que necesitaría para declarar a uno de ellos el futuro' real 'o el pasado' real 'simplemente no serían accesibles a la humanidad, sino que se perderían en microscópicas bocanadas de aire, radiación que vuela desde la tierra hacia espacio, etc. '

En otras palabras, para predecir exactamente la trayectoria de un bolígrafo, necesitará saber literalmente todo sobre las circunstancias que lo hicieron rodar de la forma en que lo hizo. Las fluctuaciones microscópicas de las motas de polvo a su alrededor, que a su vez se ven afectadas por el clima en el área local, que a su vez se ve afectado por la posición de la luna y su camino. Se trata de un imposible la cantidad de datos.

Entonces, para construir una computadora cuántica como la de DevsGoogle o IBM no solo tendrían que aprovechar la energía cuántica, sino también crear un sistema de recopilación de información completamente nuevo y sin precedentes que supere todo lo que tenemos ahora en un tonto orden de magnitud. Probablemente (y afortunadamente) no es probable que ningún multimillonario tecnológico tipo Musk sea elevado a la clarividencia completa en el corto plazo.

Entonces que, podemos que esperamos de las primeras computadoras cuánticas que inevitablemente se dirigen hacia nosotros?

Un futuro cuántico más probable

Bueno, el principal punto de venta de la computación cuántica tal como la entendemos es su capacidad para empequeñecer nuestras capacidades de procesamiento actuales. Imagine la computadora más poderosa que pueda construir, luego construya un billón de copias idénticas, cada una operando en dimensiones paralelas. Esta es la promesa de las computadoras cuánticas: utilizan principios de probabilidad para realizar una cantidad incomprensible de ecuaciones simultáneamente.

Las implicaciones más inmediatas que esto tendría para la sociedad se encuentran en los campos de la medicina, el comercio y la IA. El principio básico de la IA es que cuanto más retroalimentación le da a un programa de computadora, más preciso se vuelve. Con la computación cuántica, la curva de aprendizaje de 'prueba y error' necesaria para empujar a las IA al Westworld El modelo de sensibilidad y comprensión se reducirá significativamente. Los algoritmos cuánticos podrán acelerar las capacidades de procesamiento del lenguaje, permitiendo que la IA comprenda la comunicación humana de manera más sólida.

Cuando lo piensas, casi todas las áreas del desarrollo tecnológico (investigación de enfermedades, predicción del clima e incluso encuestas electorales) se basan en algoritmos y datos. Una computadora cuántica podría procesar toda esta información en una fracción de segundo y usarla para hacer predicciones con la misma rapidez. Si bien es posible que no seamos capaces de alimentar a un dispositivo de este tipo con información atómica sobre toda la historia del universo, podemos Ingrese la historia del mercado de valores de EE. UU., los resultados de los ensayos de medicamentos o el modelo actual de energía renovable.

Podríamos usar esta información para determinar un 'modelo' ideal para la sociedad: usar datos de los estudiantes y estadísticas de aprendizaje para producir un plan de estudios personalizado, predecir el crecimiento del mercado laboral y la demanda de trabajadores calificados y con conocimientos con precisión, y predecir con precisión indicadores sociales como los ingresos. desigualdad para asesorar a los legisladores.

Google tiene ya está hecho algunos avances en esto con su prototipo cuántico de 53 qubits (como referencia, cuando un personaje le pregunta a Forest cuántos qubits puede procesar su computadora, él responde 'un número que parece no tener sentido para poner en palabras', por lo que Google tiene un camino por recorrer todavía ). Los investigadores realizaron una prueba a principios de 2019, en la que, según los informes, le pidieron a su computadora que resolviera un cálculo que probara la aleatoriedad de los números producidos por un generador de números aleatorios que habría tomado la computadora tradicional más rápida del mundo, Summit, alrededor de 10,000 años en procesarse. La computadora cuántica presentó una prueba precisa en 3 minutos y 20 segundos.

Esencialmente, el resultado de las computadoras cuánticas será un conocimiento a una escala sin precedentes. Las aplicaciones más interesantes de la computación cuántica son, casi con certeza, cosas que todavía no podemos concebir. Si bien ahora no es posible crear la visión de Forest de una máquina que todo lo sabe, el conocimiento y la producción tecnológica tienden a aumentar exponencialmente. Desbloquear el reino cuántico, a su vez, nos dará muchas más preguntas para responder y producirá más llaves para puertas que no sabíamos que existían. Quizás, detrás de una de estas puertas, sea posible predecir el futuro.

Por ahora, todo lo que podemos hacer es esperar que quienquiera que finalmente comercialice el poder de la computadora cuántica lo haga al servicio de la humanidad, no al servicio de sus ganancias.