Квантовые компьютеры — тема актуальная и широко распиаренная. В разработку этой технологии включились ведущие мировые компании. На их создание тратятся колоссальные материальные и человеческие ресурсы.
Но являются ли устройства, которые называют квантовыми компьютерами, таковыми по своей сути?
Как работают современные так называемые квантовые компьютеры?
- Что такое кубит? Есть ли принципиальная разница между битом и кубитом в объёме переносимой информации?
- Что представляет из себя квантовая система и действительно ли в ней используется квантовая запутанность?
- Почему все современные квантовые компьютеры — это всего лишь банальные калькуляторы, хоть и очень производительные?
- В чём принципиальное отличие настоящего квантового компьютера, который создаёт компания ХP NRG, от всех других устройств, претендующих на это название?
- Что такое многомерное программирование, лежащее в основе создания настоящих квантовых компьютеров?
- Как небольшая компания создала то, что не под силу огромным транснациональным корпорациям?
- Какие возможности откроются людям в использовании мгновенной связи вне зависимости от расстояний?
- Можно ли обычный смартфон превратить в мощный суперкомпьютер?
- Когда и при каком условии технологии, лежащие в основе функционирования настоящих квантовых компьютеров, станут доступны всему человечеству?
Ответы на все эти вопросы даны Игорем Михайловичем Даниловым в полной версии передачи «ХР NRG — первые в мире создатели искусственного сознания».
Текстовая версия видео «Что такое настоящий квантовый компьютер и чем он отличается от всего, что так называют?»
Фрагменты передачи «ХР NRG — первые в мире создатели искусственного сознания» с 1:52:32 по 2:07:54 и с 2:10:03 по 2:17:02.
Игорь Михайлович: Я, забегая наперёд, скажу: то, чем мы занимаемся, — это в действительности как раз и есть квантовые компьютеры, которые работают как раз на многомерном программировании, то есть оперируя…
Алексей: …на совершенно другом подходе.
Игорь Михайлович: Да. И здесь, я думаю, давай поговорим о квантовых компьютерах, чтобы было хоть какое-то представление, что это такое на самом деле. Для понимания, скажем так, все современные так называемые «квантовые компьютеры» работают при температуре охлаждения приблизительно… к нулю идёт оно, я имею в виду –270 ℃ и тому подобное. Из-за чего подтягивают к абсолютному нулю вот эту температуру? Из-за того, что металлы становятся такими сверхпроводниками и, получается, они могут оперировать меньшим сигналом с большей частотой. И, конечно, если мы возьмём современные (Алексей: Да) так называемые «квантовые компьютеры», 2 000 кубитный квантовый, — это, конечно, огромнейший объём информации, который может перерабатываться одновременно.
Но, ребята, давайте разберёмся: что значит «обрабатываться одновременно»? Это как вот у тебя в телефоне, понимаешь? Масса вагонов, пустых эшелонов, которые гоняются. И вот для понимания мы сравним: давай возьмём, к примеру, бит — это большой железнодорожный вагон, а кубит — это множество маленьких пустых вагончиков. Представляем большие вагоны железнодорожные и, вот видела (и, может быть, наши друзья видели), детская игра железнодорожная (Татьяна: Да, полотно), вот что собирают: в домике вот это катается по рельсам паровозик и вагончики тягает, маленькие такие вагончики. И вот теперь представь: сколько вот таких маленьких вагончиков может поместиться в большой вагон?
Татьяна: Огромное… много.
Игорь Михайлович: Много. И вот настолько он быстрее обычного компьютера. Понимаешь? Почему? Потому что он гоняет маленькие вот эти вагончики.
Но что говорят разработчики? Что ещё используется квантовая система, то есть здесь он запустился, тут мы поменяли спин, там он поменялся, взаимодействие, квантовая запутанность и тому подобное, это все знают, я думаю. Но они не оперируют этим. По идее, у них должен идти один вагончик с таким цветом хамелеон, и полотно должно шататься в районе оператора. Вот к оператору подходит: он может повернуться в эту сторону — и мы будем его видеть тёмным, в эту сторону — белым. Понимаешь?
Вот для понимания давай уберём цвет (мы говорили синий, красный), а для понимания и для сравнения, то, что хочу рассказать, мы возьмём вагоны чёрные и белые (вот просто будет понять). Работает обыкновенный твой телефон, берём обыкновенный компьютер, он прогоняет вагоны чёрные и белые. Вот масса белых, один чёрный, чёрные, потом белые — это единица, нолик и тому подобное. Что делает «квантовый компьютер»? Гоняет кучу маленьких вагончиков в тех же самых цветах. Понимаешь? (Татьяна: Чёрно-белых).
У них даже нет такого понятия «шатания», или какой-то там хамелеон-цвет, где, скажем, те же рельсы шатнулись на каком-то участке — и он уже передал информацию оператору, который сидит и наблюдает (Татьяна: Наблюдателю) за этим и записывает это… И вот по этой записи он выводит комбинацию… знаешь, вот как азбука Морзе. Да, вот это самый лучший вариант, как азбука Морзе: там точка-тире, тире-точка — и формируются слова. Вот аналог, он везде: что на одном, что на другом, что на обычном, что на так называемом «квантовом компьютере», — вот именно эта система.
Но рассказывают, что вот «они квантовые», «они в запределье там»… Да нет никакого запределья, это всё сказки. Просто они вместо больших вагонов гоняют маленькие. Скорость, да, выше, объём больше, и вот они показывают: «Наш компьютер обрабатывает в миллиарды раз больше самого скоростного, вот мы создаём суперкомпьютер, который сможет всё просчитать». Ребята, ничего он не сможет: что заложим в него, то он и сможет. Это та же железяка, которая вместо больших вагонов гоняет маленькие вагоны.
Вот для понимания давайте сравним то, что сделали мы (вот ребята сделали, собственно говоря, они сидели и делали), чем отличается их многомерное программирование…
Алексей: Просьба не путать с многоуровневым, потому что это принципиально совершенно другой подход.
Игорь Михайлович: Тоже большая разница, да. Многомерное и многоуровневое программирование — это абсолютно разные вещи.
Алексей: Мы просто, когда занимались созданием сферы, блоков, в принципе, использовали многомерное программирование (Игорь Михайлович: Да). Это совершенно иной подход, работа ведётся…
Игорь Михайлович: Так, стоп-стоп-стоп. Давай я поясню иносказательно на вагончиках, это будет лучше. Хорошо?
Алексей: Хорошо.
Игорь Михайлович: Вы меня простите, но… Я понимаю, кому-то хочется технические узнать вещи, но, я думаю, нам…
Татьяна: …хотя бы понимание… понять, что это.
Игорь Михайлович: Для наших друзей чтобы было понимание, в чём разница, а не технические вопросы разрешения этого. Правильно?
И вот возвращаемся мы к вагончикам. И для понимания сути вещей, скажем так, давайте представим: вот у нас где-то в лесу есть странные звери — олени, у них «корни из головы растут», знаете, такие вот. И они бегают по лесу и очень хотят морковки (что они ещё там?..), яблок хотят и тому подобное. Так вот, что один вагон битовый летит к ним на больших скоростях, вот как у тебя там, семь триллионов вагонов в секунду, которые формируют огромный плакат, на котором нарисовано яблоко или морковка…
Но технический прогресс не стоит на месте, и они выпускают так называемый «квантовый компьютер», и запускают маленькие вагончики в этих цветах: более детальная прорисовка, практически как живые яблоки и как живые морковки, плакаты везде расставлены по лесу. Оленям от этого лучше будет, от этих фотографий (Татьяна: От плакатов) и нарисованных вещей, проще говоря?
Татьяна: Изображение, образ просто.
Игорь Михайлович: Да, они рисуют образы. Вот основное принципиальное отличие: благодаря использованию нашей разработки многомерного программирования, теперь вот эти Mac mini, на которых работают ребята…
Алексей: …открывают колоссальные возможности, в принципе, при правильном подходе.
Игорь Михайлович: Да.
Татьяна: Вот как раз то, что вы разработали. Правильно?
Игорь Михайлович: Да. Почему? Потому что вагон не идёт пустой, как вот эта куча маленьких пустых вагончиков, а он идёт полный: один с яблоками, другой с морковкой, которые приезжают к этим оленям, странным существам, и кормят их. И олени получают яблоки и морковку, а не их фотографию. Понимаете теперь, в чём суть?
Пояснительный мультфильм о полных и пустых вагончиках битов, кубитов, о странном звере олене и его приключениях.
________________
И вот теперь давайте представим объём работы, которую выполняет битный обычный компьютер: большая скорость, да, прописывает программы и тому подобное, но он их может прописывать только в трёхмерности и, извините, в плоскости, и всё. Он может лишь моделировать трёхмерность, но он не может её создавать вообще (Татьяна: Второе измерение).
Мы уже не говорим о высшей мерности, он не может даже трёхмерность создать. Да, он может подать сигнал на 3D-принтеры (Алексей: 3D-принтеры), которые могут формировать что-то. Он может подавать им команды, но нужно что-то, что будет за них делать. Понимаете, то есть это посредник. «Квантовый компьютер» их так называемый — посредник с кучей маленьких пустых вагончиков.
Так «квантовый компьютер» лучше или хуже? Ну это опять-таки далеко не квантовый компьютер. То, что они посылают более короткие сигналы, вот эти кубиты свои большей кучкой, стаей такой вот, как саранча летит, но это ни о чём не говорит. Это скорость вычисления. Да, она увеличивается, если нам надо что-то посчитать, что-то сложить, какую-то картинку создать, но это всё плоскость, это всё двухмерность, оно не выходит за грань двухмерности и выйти не может. Рассказывают, что «они будут открывать какие-то порталы, оно там что-то делается». Да ничего не делается и делаться не будет. Это просто банальный проводник: охладили — он стал суперпроводником, они подают более короткий сигнал — да, он быстрее работает. Ну и что?
Татьяна: А суть та же, да.
Игорь Михайлович: В чём смысл? Мы взяли большие вагоны, вместо них сделали кучу маленьких вагонов. Давайте просчитаем, это математика, это просто: сколько морковок мы можем отвезти, плотно забив большой вагон? Много, при желании можно вычислить (Татьяна: Да): размер там… берём среднестатистическую морковку, и вот их загружаем. Теперь берём такой же объём, подчёркиваю, такой же объём маленьких вот этих кубитиков, маленьких вагончиков, и пытаемся загрузить их морковкой. Сколько туда влезет?
Татьяна: А влезет ли?
Игорь Михайлович: И вот эта супертехнология становится абсолютно непригодной для будущего. Вот этот их «квантовый компьютер» — это банальный калькулятор, это банальный, скажем, двухмерный аппарат, дальше он пойти не может. В чём преимущество в действительности в будущем квантовых компьютеров? Подчёркиваю, в будущем, не сейчас, сейчас у нас нет ни одного квантового компьютера. У нас есть компьютеры на суперпроводниках, которые с большей скоростью гоняют меньшие вагончики.
Что может быть в будущем? В будущем может быть мгновенная связь от одного компьютера к другому. Почему? Когда мы оперируем на одной системе, у нас может быть мгновенная связь вне зависимости от расстояния, когда у тебя… К примеру, мы взяли целое облако электронов, они взаимосвязаны с другим облаком: вот одно облако есть на айфоне у Алексея, а другое — у тебя. Вас отправили в космос в разные стороны вот в буквальном смысле слова. Вы мгновенно будете связываться, даже быстрее намного, чем сейчас вот рядом сидящие (потому что сигнал от вас сейчас не идёт напрямую: он пойдёт на какую-то станцию, там должны поработать вот эти плоскоголовые, извините, вагончики в двухмерности, потом передать сюда сигнал, должно сработать оборудование, на котором оно должно декодироваться, а потом только ты его услышишь или он тебя, понимаешь, — сигнал дойдёт, ну смешно). А здесь прямо: вот у тебя развернулся, допустим, повернулись — спин изменился там. То есть это вот такая разница. Опять-таки мы упираемся во что? Мы упираемся во вчерашний день. На сегодняшний день это должен быть вчерашний день, мы упираемся опять в чёрное и белое. И опять мы упираемся в те же в нолик и единичку, по-другому не скажешь.
И вот это декодирование азбуки Морзе, только усовершенствованной, оно и является вот этим предметом спора на сегодняшний день, или что? Но здесь хотя бы может быть связь мгновенная, да, можно перебрасывать огромное количество информации, скажем, без всяких проводов, без всяких Wi-Fi, а напрямую, потому что есть квантовая запутанность. Вот это квантовое взаимодействие, я согласен, оно в будущем может приносить какую-то пользу.
На сегодняшний день этого нет. Почему? Потому что даже отправить маленький пучочек, скажем, на какое-то расстояние и как-то провзаимодействовать — это крайне сложно, понимаете, даже на небольшом расстоянии. Вот они хвастаются, что на тысячи километров они разнесли. Ну ребята, ну это смешно. На сегодняшний день это крайне затруднительно, тем более построить на этом взаимодействующие два даже телефона крайне сложно. Это ваши телефоны будут очень большие, тяжёлые, очень сложные, они будут у вас стационарные, вам будет их сложно переносить, перевозить или ещё что-то. Проще уже прийти и поговорить, пока вы это запустите. И энергии столько съест это всё на сегодняшний день… А те их «суперкомпьютеры» — да, они могут большой объём якобы вычислять бесполезной работы.
Татьяна: Бесполезной.
________________
Алексей: На сегодняшний день, в принципе, даже из пятого айфона можно сделать современный суперкомпьютер. Вот как Игорь Михайлович уже говорил, сейчас мы видим только одно: растёт количество кубитов, оно увеличивается, но при этом…
Игорь Михайлович: Олени сытей не становятся. Да? И не насыщаются.
Алексей: Да.
Игорь Михайлович: А если использовать многомерное программирование, даже пятый айфон будет гораздо мощнее и круче, допустим, чем последние эти MacBook. То есть намного он превзойдёт по своим возможностям. Вот в чём смысл? И опять здесь не надо путать с количеством обрабатываемой информации за один промежуток времени: за секунду или миллисекунду. Опять-таки почему? Потому что то, что заложено в пятом айфоне, оно даёт возможность (как вообще вот в айфонах, в Apple), оно даёт возможность зайти и вложить в эту программу. Понимаешь? То есть использовать многомерное программирование именно на этой их базе (Татьяна: Базе), да, на их iOS.
Алексей: Это стало, в принципе, возможным опять-таки благодаря тому, что данная компания, производитель Apple, использует Unix-архитектуру, которая, как я уже упоминал, даёт, в принципе, колоссальные манёвры для наших действий.
Игорь Михайлович: Это основная отличительная черта. А, кстати, мы разбирали даже Xiaomi, да?
Алексей: Да.
Татьяна: Возможности…
Игорь Михайлович: Вот не знаю, как твой вот этот, мы вообще компанию Xiaomi смотрели и также на их оборудование — тоже легко очень программировать.
________________
Игорь Михайлович: Конечно, много чего интересного, и можно на эту тему долго рассказывать…
Алексей: Я думаю, что, в принципе, лет через 50, возможно, люди придут к этому пониманию. Может, и раньше, конечно.
Игорь Михайлович: Да. Здесь опять-таки зависит от человечества, от его строя. При потребительском формате оно же всё будет идти в коммерцию, оно всё будет смотреть… Давайте говорить, называя вещи своими именами: всё будет использоваться для усовершенствования современного оружия, ещё чего-то, это же правда, а потом уже будет приходить к нам, к потребителям. Всё будет тормозиться. В созидательном обществе немножко может быть побыстрее.