Czy obliczenia kwantowe w „Devs” są naprawdę możliwe?

Historia determinizmu

Hipoteza, że ​​możemy przewidzieć przyszłość na podstawie informacji, w rzeczywistości nie jest tak nowoczesna, jak mogłoby się wydawać. Przez tysiąclecia filozofowie spekulowali na temat uniwersalnego związku między przyczyną a skutkiem, który (jeśli takowy) istnieje w służbie drugiego. Czy przyczyna zawsze poprzedza skutek? Czy też „potencjalność” jakiejkolwiek substancji już istnieje w jej „aktualności”, jako? Arystoteles miałby to? A jeśli tak, czy ta wiedza jest dostępna? Sam program odwołuje się do bogatej historii problemu, do którego odnosi się w odcinku 7, kiedy fizyk Stewart cytuje francuskiego uczonego Pierre-Simona Laplace'a. Cytat jest długi i nieprzypisany.

Możemy uważać obecny stan wszechświata za skutek jego przeszłości i przyczynę jego przyszłości. Intelekt, który w danej chwili znał wszystkie siły ożywiające przyrodę i wzajemne położenie tworzących ją istot, gdyby ten intelekt był na tyle rozległy, aby poddać dane analizie, mógł skondensować w jedną formułę ruch największego ciała wszechświata i ciała najlżejszego atomu; dla takiego intelektu nic nie może być niepewne, a przyszłość, podobnie jak przeszłość, byłaby teraźniejszością na jego oczach.

Choć brzmi to jak najnowocześniejsza myśl naukowa, stało się to możliwe tylko dzięki rozwojowi mechaniki kwantowej w latach 20^th wieku, Laplace spisał ten pomysł w 1814 roku.

Wszechwiedząca inteligencja, którą wyobraża sobie Laplace, którą nazywa się „Demon Laplace'a', był prawdopodobnie konceptualizowany w swoim wieku Oświecenia nie jako demon, ale jako Bóg. Religia od niepamiętnych czasów zakładała, że ​​nasza przyszłość jest znana i określona przez wyższą istotę. Czy wiedza jest w posiadaniu Boga, zaawansowanej cywilizacji zgodnie z zasada holograficzna, lub przez maszynę jak w Devs, ludzkość zawsze chciała wiedzieć, czy naprawdę mamy wolną wolę. Jeśli Laplace lub Forest mają rację, a wszystkie informacje o naszej przeszłości i przyszłości są już przechowywane w energii kwantowej wszechświata, to nie mamy racji. A przyszłość można poznać.

Czy maszyna Foresta jest możliwa?

Istnieją dwie dominujące teorie w fizyce kwantowej, które zakładają całkowity determinizm wszechświata i obie są wymienione w programie: De Broglie-Bohm lub teoria „fali pilotażowej”, a Interpretacja wielu światów. Logika pierwszej teorii została użyta w przypowieści o piórze: istnieje jeden ustalony kurs historii i można go ustalić za pomocą informacji kwantowej. Jednak teoria wielu światów stwierdza, że ​​za każdym razem, gdy „decyzja” jest podejmowana na poziomie cząstek, czas rozgałęzia się na oddzielne rzeczywistości, w których każda możliwość jest realizowana, tworząc prawdopodobnie nieskończenie wiele różnych wszechświatów. Możesz rozpoznać tę teorię z takich klasyków jak Spiderman: W Spider-Verse.

Podczas gdy zespół Foresta początkowo opierał się na założeniu, że teoria fal pilotujących jest poprawna, okazuje się, że równanie dla wielu światów jest kluczem do uruchomienia komputera kwantowego. Jeśli jednak któreś z nich okaże się prawdą w rzeczywistości, Dewelopera Propozycja, że ​​moglibyśmy zajrzeć w naszą przyszłość potencjalnie nadal jest aktualna.

Te dwie teorie determinizmu nie są bynajmniej marginalne w środowisku naukowym. Oni mają całkiem mocny wspierany przez dużą liczbę współczesnych fizyków, i z czasem zyskują na znaczeniu, ponieważ naukowcy coraz częściej odrzucają Interpretacja kopenhaska.

Jednak to, że teoria kwantowa się sprawdza, nie oznacza, że ​​maszyna Foresta jest możliwa.

Jak wskazuje informatyk dr Scott Aaronson w: wywiad o spektaklu, komputer lub algorytm dowolnego rodzaju, kwantowy lub nie, może wyprowadzić tylko informacje odpowiadające danym, które otrzymuje. Aby mógł dokonywać obliczeń dotyczących wszystkiego, co kiedykolwiek będzie, musi znać obecną i przeszłą sytuację wszystkiego, co kiedykolwiek było.

„Wątpię, czy rekonstrukcja odległej przeszłości jest w ogóle „problemem obliczeniowym” w tym sensie, że nawet najpotężniejszy superkomputer science-fiction nadal nie mógłby udzielić wiarygodnych odpowiedzi, gdyby brakowało mu odpowiednich danych wejściowych” – mówi Aaronson. dodając „O ile wiemy dzisiaj, najlepszym, co jakikolwiek komputer (klasyczny lub kwantowy) mógłby zrobić, nawet w zasadzie, z jakimikolwiek danymi, które moglibyśmy zebrać, jest prognozowanie szeregu możliwych przyszłości i zakresu możliwych przeszłości .

„Dane, których potrzebowałby, aby ogłosić jednemu z nich „prawdziwą” przyszłość lub „prawdziwą” przeszłość, po prostu nie byłyby dostępne dla ludzkości, ale raczej zostałyby utracone w mikroskopijnych podmuchach powietrza, promieniowaniu odlatującym z ziemi do przestrzeń itp.'

Innymi słowy, aby dokładnie przewidzieć trajektorię długopisu, będziesz musiał wiedzieć dosłownie wszystko o okolicznościach, które sprawiły, że toczyło się w taki sposób, w jaki się toczyło. Mikroskopijne fluktuacje pyłu wokół niego, na które z kolei wpływa pogoda w okolicy, na którą z kolei wpływa położenie księżyca i dalej. To jest niemożliwy ilość danych.

Tak więc, aby zbudować komputer kwantowy taki jak ten w Devs, Google czy IBM musiałyby nie tylko wykorzystać energię kwantową, ale także opracować zupełnie nowy i bezprecedensowy system gromadzenia informacji, który przewyższa wszystko, co mamy teraz, o głupi rząd wielkości. Prawdopodobnie (i na szczęście) mało prawdopodobne jest, aby jakikolwiek miliarder technologiczny typu Musk został w najbliższym czasie wyniesiony do pełnego jasnowidzenia.

Co wtedy, mogą oczekujemy, że pierwsze komputery kwantowe nieuchronnie zmierzają w naszą stronę?

Bardziej prawdopodobna przyszłość kwantowa

Cóż, głównym punktem sprzedaży komputerów kwantowych, tak jak je rozumiemy, jest ich zdolność do zmniejszania naszych obecnych możliwości przetwarzania. Wyobraź sobie najpotężniejszy komputer, jaki możesz zbudować, a następnie zbuduj bilion identycznych kopii, z których każda działa w równoległych wymiarach. To jest obietnica komputerów kwantowych: wykorzystują zasady prawdopodobieństwa do jednoczesnego wykonywania niezrozumiałej liczby równań.

Najbardziej bezpośrednie konsekwencje, jakie miałoby to dla społeczeństwa, dotyczą medycyny, handlu i sztucznej inteligencji. Podstawową zasadą sztucznej inteligencji jest to, że im więcej informacji zwrotnych dajesz programowi komputerowemu, tym staje się on dokładniejszy. W przypadku obliczeń kwantowych krzywa uczenia się „prób i błędów” potrzebna do popchnięcia sztucznej inteligencji do Westworld model odczuwania i rozumienia zostanie znacznie zmniejszony. Algorytmy kwantowe będą w stanie przyspieszyć możliwości przetwarzania języka, umożliwiając sztucznej inteligencji lepsze zrozumienie komunikacji międzyludzkiej.

Kiedy się nad tym zastanowić, prawie wszystkie obszary rozwoju technologicznego – badania nad chorobami, prognozowanie pogody, nawet sondaże wyborcze – opierają się na algorytmach i danych. Komputer kwantowy mógłby poradzić sobie z wszystkimi tymi informacjami w ułamku sekundy i wykorzystać je do równie szybkiego przewidywania. Chociaż możemy nie być w stanie dostarczyć takiemu urządzeniu informacji atomowych o całej historii wszechświata, my mogą wprowadź historię giełdy w USA, wyniki badań leków lub aktualne modelowanie energii odnawialnej.

Bylibyśmy w stanie wykorzystać te informacje do określenia idealnego „modelu” dla społeczeństwa – wykorzystując dane uczniów i statystyki uczenia się do tworzenia spersonalizowanego programu nauczania, precyzyjnie przewidując wzrost rynku pracy i zapotrzebowanie na wykwalifikowanych i kompetentnych pracowników oraz dokładnie przewidując wskaźniki społeczne, takie jak dochód nierówność doradzać prawodawcom.

Google ma już zrobione pewne postępy w tym z ich 53-kubitowym prototypem kwantowym (dla odniesienia, gdy postać pyta Foresta, ile kubitów może przetworzyć jego komputer, odpowiada „liczba, która wydaje się bezsensowna do ujęcia w słowa”, więc Google ma jeszcze do zrobienia ). Naukowcy przeprowadzili próbę na początku 2019 roku, w której podobno poprosili swój komputer o rozwiązanie obliczeń dowodzących losowości liczb generowanych przez generator liczb losowych, którego przetworzenie zajęłoby najszybszemu tradycyjnemu komputerowi na świecie, Summit, około 10,000 3 lat. Komputer kwantowy dostarczył dokładny dowód w 20 minuty i XNUMX sekund.

Zasadniczo wynikiem komputerów kwantowych będzie wiedza na niespotykaną dotąd skalę. Najbardziej ekscytujące zastosowania obliczeń kwantowych są prawie na pewno rzeczami, których jeszcze nie możemy sobie wyobrazić. Chociaż obecnie nie jest możliwe stworzenie wizji Foresta jako kompletnej, wszechwiedzącej maszyny, wiedza i produkcja technologiczna mają tendencję do gwałtownego wzrostu. Odblokowanie sfery kwantowej da nam z kolei znacznie więcej pytań do odpowiedzi i wyprodukuje więcej kluczy do drzwi, o których istnieniu nie wiedzieliśmy. Może za jednymi z tych drzwi uda się przewidzieć przyszłość.

Na razie możemy tylko mieć nadzieję, że ktokolwiek w końcu skomercjalizuje moc komputera kwantowego, zrobi to w służbie ludzkości, a nie jej wynikom.