Квантовая механика глазами информатика

В последнее время часто упоминают квантовый компьютер, поэтому я решил посмотреть более подробно, что же это такое. Мой выбор пал на книгу Скотта Ааронсона «Квантовые вычисления со времен Демокрита» . Книга оказалось достаточно странной, но в книге есть определенная логика рассмотрения квантовых вычислений и можно было получить первое впечатление о том, что под этим понимается.

В построениях Ааронсона квантовая механика выглядит крайне непривычно и ниже несколько цитат по этому поводу. Отмечу только, что Ааронсон характеризует себя как теоретического информатика и его кредо хорошо передает следующая цитата:

‘Пока же достаточно сказать, что математика есть основа всякой человеческой мысли, а теория множеств – счетных, несчетных и др. – основа математики.’

Начну со следующей характеристики квантовой механики

‘Но если квантовая механика – это не физика в обычном смысле слова, если она не занимается ни веществом, ни энергией, ни волнами, ни частицами, то чем же она занимается? С моей точки зрения, она занимается информацией, вероятностями, наблюдаемыми величинами, и еще тем, как все они соотносятся между собой.’

Интересно отметить, что эта цитата была использована в рекламе принтеров — в диалоге девушек она звучит особенно привлекательно.

‘Квантовая механика – это красивое обобщение законов вероятности, обобщение, основанное скорее на второй норме, нежели на первой, и скорее на комплексных, нежели на неотрицательных действительных числах. Ее можно изучать совершенно отдельно от ее приложения к физике (более того, такое изучение обеспечивает хороший старт для последующего изучения приложений к физике). Эта обобщенная теория вероятностей естественным образом приводит нас к новой вычислительной модели – к модели квантовых вычислений, которая бросает вызов всем нашим идеям, связанным с вычислениями и считавшимся прежде само собой разумеющимися. Эту модель специалисты по теории вычислительных систем могли бы предложить и сами для собственного удобства, даже если бы она не была связана с физикой. Короче говоря, хотя квантовая механика была придумана сто лет назад для решения технических проблем физики, сегодня ее можно плодотворно объяснить с совершенно иной точки зрения: как часть истории идей в математике, логике, вычислительных системах и философии, идей о пределах познаваемого.’

‘По существу, квантовая механика – это операционная система, в которой остальные физические теории работают как прикладные программы (за исключением общей теории относительности, которую до сих пор не удалось успешно подключить к данной конкретной ОС).’

‘Квантовая механика – это то, к чему вы неизбежно придете, если начнете с теории вероятностей, а затем попытаетесь обобщить ее таким образом, чтобы числа, которые мы привыкли называть «вероятностями», могли принимать отрицательные значения. Если рассматривать квантовую механику в таком ключе, то можно сказать, что эту теорию могли придумать математики в XIX веке вообще без каких бы то ни было экспериментальных данных.’

Информация

Скотт Ааронсон, Квантовые вычисления со времен Демокрита, 2018.

Scott Aaronson, Quantum Computing since Democritus, 2013.

Обсуждение

https://evgeniirudnyi.livejournal.com/217521.html


Comments are closed.