Шугаева
7.87K subscribers
1.57K photos
701 videos
1 file
1.41K links
Мы. Наука. И не только😉
Download Telegram
Тема этой недели: #КвантовыеКомпьютеры, главная страшилка современности после искусственного интеллекта и технологической сингулярности в 2045.

Вообще, тема запутанная. Американский физик Рольф Ландауэр, легенда науки, в 90-х называл квантовый проект "спекулятивным", потому что технология "не принимает в расчёт источники шумов, ненадежностей и ошибок производства, так что работать, скорее всего, это не будет".

Или вот Михаил Дьяконов, маститый физик-теоретик, открывший «поверхностные волны Дьяконова», пишет: квантовый компьютер, возможно, никогда не появится. Ему пришлось бы обрабатывать набор параметров, числом больше, чем количество субатомных частиц в наблюдаемой вселенной.

С другой стороны, корпорации и правительства тратят миллиарды на создание таких компьютеров.💰Богатеи с Уолл-стрит рассчитывают получить "супер-девайсы" как результат технологической революции, которую уже сейчас творят в сфере IT гиганты вроде Google и IBM.

Чтобы квантовый компьютер имел реальное применение, он должен состоять из нескольких сотен, а то и тысяч кубитов. Вот тут-то и возникают трудности... над которыми, кстати, работают российские учёные, моделируя квантовые кубиты и их сцепления.

Так что это: массовое безумие и утопия, или всё же перспективный проект?
И как ЭТО вообще работает?
Предлагаю разобраться!


#технологии #физика #будущее
На пальцах: чем квантовый компьютер отличается от обычного. Объясняют физики-эксперты #НаукаИМы

Для начала разберёмся с классическим компьютером: он использует двоичную систему вычислений. Чтобы понять, как это работает, представьте обычный выключатель света в комнате💡 — это бит. На нём построены все современные вычисления.

Вы щелкаете выключателем:
Свет включён или выключен.
Горит или не горит.
1️⃣ или 0️⃣.
Это и есть двоичная система.
Сегодня всё в мире оцифровывается (переводится) в нолики и единички.

Но этого сегодня недостаточно. Чтобы наращивать мощности компьютеров и скорости вычислений, нам придется делать транзисторы (те самые выключатели света) всё меньше и меньше. По прогнозу, уже к 2020-му придётся делать их размером с атом.

Да и миллиарды транзисторов размером с атом уже не справляются с нашими запросами. Учёные предложили не бит, а кубит. О нём расскажу позже.

#КвантовыеКомпьютеры #квантоваямеханика #технологии
Вернёмся к теме недели #КвантовыеКомпьютеры.

Как «работает» квантовый кубит:

Предлагаю основы квантовой механики рассмотреть на примере выключателя света в комнате.
💡
Выключатель света - это обычный бит, на котором построены все современные вычисления.
Вы щелкаете выключателем:
Свет включён или выключен.
1⃣ или 0⃣.
Это и есть двоичная система вычислений наших с вами компьютеров и телефонов.

Но есть квантовый бит (кубит), который может быть в суперпозиции одновременно и 1 и 0.
То есть у этого кубита (проще всего взять электрон) есть:
1⃣
0⃣
и есть разнообразные суперпозиции 0 и 1 *️⃣

Суперпозиция кубита похожа на вектор на плоскости. С координатами, которые постоянно меняются. То есть наш кубит «вертится», принимая между 0⃣ и 1⃣ ещё множество положений (электрон же объёмный и «вертится» в пространстве). Поэтому и величина суперпозиции меняется.

Вот, собственно, и всё. Звучит страшнее, чем кажется!

Осознать это в нашей повседневной жизни сложно. Что это? Как это?
В классическом мире мы с этим не сталкиваемся, поэтому и понять сложно. У нас выключатели не могут быть сразу в двух положениях. Но нужно просто запомнить, что скажем электрон может быть в состоянии суперпозиции. И, конечно, такой кубит имеет в миллиарды раз больше позиций, чем привычные нам 1 и 0 и бите.
Когда нам ожидать "квантового превосходства"?

Хорошо бы, если бы скоро. В докладе Boston Consulting Group (более 100 экспертов и 150 рецензируемых публикаций) говорится: когда квантовые компьютеры станут моделировать материалы, мы сократим затраты на испытания и сократим время лабораторных экспериментов. Ученые прикидывают: в ближайшие десятилетия мы "выиграем" таким образом более 450 млрд долларов в год.

Неплохо, правда? Только чтобы вычислить химические свойства какого-нибудь вещества, нам понадобится компьютер с миллионами кубитов. 😱

Сегодня один кубит обходится в 10 000$. И это без учета затрат на разработку и исследования. Один полноценный компьютер будет стоить минимум 10 миллиардов! Плюс, квантовому компьютеру нужны управление, программирование и мониторинг, а это еще затраты. И нагрузки.

Пока "квантовые компьютеры" очень хрупки. Чипы заключены в герметичные коробки, оснащенные вакуумными насосами для удаления посторонних молекул или сильно охлажденные. Больше кубитов — это еще больше холодильников и насосов. Еще затраты.

Плюс, непонятно что делать с большим компьютером. Одна такая машина, работающая на несколько гигагерц, будет извергать более 10 терабайт данных в секунду. Это больше, чем производит Большой адронный коллайдер, и обрабатывать все это придется обычным компьютерам.

И это я не упоминаю про нестабильность, подверженность ошибкам и тд.

Словом, если вас пугают "квантовым превосходством" в 2020-м, смело говорите: не скоро мы его увидим.

#КвантовыеКомпьютеры #технологии #будущее
Отвлекусь от карбона.
Помните, совсем недавно мы обсуждали #КвантовыеКомпьютеры, и уже спустя пару недель Google презентует его! По сравнению с Саммитом от IBM (самым мощным на сегодня) этот продукт — монстр. За 3 минуты 20 секунд он выполняет столько же, сколько Саммит просчитывал бы 10000 лет.

Прокомментировать эту новость я попросила кандидата физико-математических наук Леонида Федичкина:

"По значимости и достоверности эту новость я бы сравнил с новостью столетней давности о достижении Северного полюса в эпоху покорения Арктики.

Команда достаточно квалифицирована, чтобы создать такой компьютер, но, как и для освоения Арктики, нужны ещё десятилетия упорной работы, чтобы человечество почувствовало эффект от этого открытия.

России предстоит догонять — пока мы отстаём на 5-10 лет от лидирующих мировых лабораторий. Но всё не совсем безнадёжно — некоторые наши исследователи сейчас работают на современном уровне. Не хватает только оборудования, финансирования".

Кстати, с научной статьей, описывающей открытие (и удаленной из сети), можно ознакомиться вот по этой ссылке. Ибо кэш помнит всё. А официальное заявление здесь: https://www.nature.com/articles/d41586-019-03213-z

#технологии #будущее
Нас уже более 5к!
Спасибо, что интересуетесь наукой!

Всем новоприбывшим — добро пожаловать на канал🖐🏻 Познакомлю вас с постоянными рубриками:

1️⃣ #СпрашиваетШугаева

По этому тегу вы найдёте интервью с настоящими профи своего дела, докторами наук, медиаличностями и тд. Например:

🔝 Антон Красовский @gayasylum, директор СПИД.Центра — жёстко и исчерпывающе об эпидемии ВИЧ и лечении в России.

🔝 Юсеф Хесуани, управляющий лаборатории биотехнических исследований 3D Bioprinting Solutions — о биопечати на МКС.

🔝 Тина Канделаки @tikandelaki - о бессмертии.

2️⃣ Темы недели.

Каждые 7 дней — делаю на канале разбор актуального топика с точки зрения науки. Часто выбираем темы вместе, с помощью опросов — следите за постами!

Теги: #биопечать #СахарныйДиабет #пробки #ПластическаяХирургия #мусор #бессмертие #КвантовыеКомпьютеры #секс #вакцинация #композиты #АЭС #алкоголь #стресс и другие!

3️⃣ #НаукаИМы

Я автор и ведущая научной передачи «Мы и Наука. Наука и мы» на НТВ, поэтому на канале часто появляются экспертные мнения участников и обзоры выпусков. Например:

🔝 Выпуск о том, что такое рак и как его лечат сегодня (геномное редактирование, дистанционная нейтронная терапия и тд).

🔝 О микробиологии старения, о том, можно ли его «отключить» и тд.

🔝 О гомеопатии. Кратко — что с ней не так.

Увидимся в следующих постах.