211service.com
Spørgsmål og svar: Seth Lloyd
Seth Lloyd, professor i maskinteknik ved MIT, er blandt pionererne inden for kvantecomputere: han foreslog det første teknologisk gennemførlige design til en kvantecomputer. Hvis mennesker nogensinde bygger en nyttig kvantecomputer til generelle formål, vil den skylde Lloyd meget. Tidligere i år udgav han en populær introduktion til kvanteteori og computing, med titlen Programmering af universet , som fremførte den opsigtsvækkende tese om, at universet er sig selv en kvantecomputer.
Kredit: Ed Quinn
Teknologianmeldelse: I din nye bog er du beundringsværdigt eksplicit: du skriver: Universet er udskillelige fra en kvantecomputer. Hvordan kan det være sandt?
Denne historie var en del af vores juli-udgave 2006
- Se resten af problemet
- Abonner
Seth Lloyd: Jeg ved det lyder skørt. Jeg føler mig undskyldt, når jeg siger det. Og folk, der har anmeldt bogen, tager den som en metafor. Men det er faktisk tilfældet. Vi kunne ikke bygge kvantecomputere, medmindre universet var kvante og edb. Vi kan bygge sådanne maskiner, fordi universet lagrer og behandler information i kvanteriget. Når vi bygger kvantecomputere, kaprer vi den underliggende beregning for at få den til at gøre ting, vi ønsker: små og/eller/ikke beregninger. Vi hacker os ind i universet.
TR: Dine kritikere kan blive tilgivet for at tro, du skrev metaforisk. I hver æra har videnskabsmænd sammenlignet universet med den mest komplicerede teknologi, de kendte. Newton troede, at universet var som et ur.
SL: Du kunne være mere sløv: Lloyd bygger kvantecomputere; derfor tror Lloyd, at universet er en kvantecomputer. Men jeg synes, det er uretfærdigt.
TR: Du tror berømt på det fra bit: det vil sige, at information er en fysisk egenskab ved universet, og at information genererer mere kompleks information - og med den hele den fænomenale verden.
SL: Forestil dig elektronen, som en almindelig computer bruger til at gemme data. Hvordan kan det have oplysninger forbundet med det? Elektronen kan enten være her eller der. Så det registrerer en smule information, en af to muligheder: til eller fra.
TR: Selvfølgelig, men hvordan er mængden af information øge ?
SL: Hvis du leder efter steder, hvor fysikkens love tillader, at information kan sprøjtes ind i universet, så skal du se på kvantemekanikken. Kvantemekanik har en proces, der kaldes dekohærens - som for eksempel finder sted under måling. En qubit [eller kvantebit] der var, underligt nok, begge dele her og der er pludselig her eller der. Information er blevet tilføjet til universet.
TR: Og hvorfor har universet en tendens til kompleksitet?
SL: Denne forestilling om universet som en kæmpe kvantecomputer giver dig noget nyt og vigtigt, som du ikke får fra fysikkens almindelige love. Hvis du ser tilbage 13,8 milliarder år til universets begyndelse, var den oprindelige tilstand ekstremt enkel, den krævede kun et par stykker at beskrive. Men jeg ser på dit bord en indviklet, meget smuk orkidé – hvor den pokker kom al den komplekse information fra? Fysikkens love er tavse om dette spørgsmål. De har ingen forklaring. De koder ikke for en længsel efter kompleksitet.
TR: [Fuldstændig forvirret] Hmmm…
SL: Kunne universet være opstået af total tilfældighed? Nej. Hvis vi forestiller os, at hver elementær partikel var en abe, der skrev, siden tiden begyndte med den maksimale hastighed, som fysikkens love tillader, den længste strækning af Hamlet der kunne være blevet genereret er noget i stil med To be or not to be, det vil sige – . Men forestil dig, at aber skriver kl computere der genkender det tilfældige volapyk som et program. Algoritmisk informationsteori viser, at der er korte, tilfældigt udseende programmer, der kan få en computer til at nedskrive alle fysikkens love. Så for at universet skal være komplekst, har du brug for tilfældig generering, og du har brug for noget til at behandle den information efter nogle få enkle regler: med andre ord en kvantecomputer.
TR: Mere praktisk: Hvor langt er vi fra udbredte, kommercielle anvendelser af kvantecomputere?
SL: I dag er den største kvantecomputer til generelle formål kun et dusin bits. Så vi er mindst et årti eller to væk. Men vi har allerede bygget kvantecomputere, der simulerer andre kvantesystemer: du kan kalde dem kvante analog computere. Disse små maskiner kan udføre beregninger, der ville kræve en almindelig computer, der er større end universet.
TR: Hvad er den næste store ting, der skal gøres inden for kvanteberegning?
SL: Fra et tekno-nørd, eksperimentelt synspunkt er det pacificeringen af den mikroskopiske, kvanteverden. Det er det vilde vesten dernede.
TR: Programmering af universet afsluttes med en personlig bemærkning. Du beskriver, hvordan din ven Heinz Pagels, en kendt fysiker, faldt i døden, mens han vandrede med dig i Colorado. Du finder en vis trøst i din teori om universel kvanteberegning: Men vi har ikke helt mistet ham. Mens han levede, programmerede Heinz sit eget stykke af universet. Den resulterende beregning udfolder sig i os og omkring os ...
SL: Nå, det er en ret ringe trøst, når en, du elsker, er død. Men det er en sandere trøst end tanken om, at du en dag kan møde ham i himlen.