Ученые придумали, как остановить время с помощью квантовых алгоритмов

Если бы кто-то получил сверхспособность, то большинство из нас попросило бы способность останавливать время, кто не любит останавливать время и делать перерыв на месяцы? Что ж, для людей это кажется невозможным, но не для компьютеров. Все всегда говорят о путешествиях во времени, и некоторые легенды, такие как Альберт Эйнштейн, также предложили теорию относительности.

Несколько исследований о квантовых алгоритмах, проведенных независимыми исследовательскими группами, недавно украсили серверы препринтов arXiv. Они оба в основном об одном и том же: использовании умных алгоритмов для решения нелинейных дифференциальных уравнений.

И если вы понаблюдаете за ними через призму Soft Science, и если у вас есть хоть какие-то познания в науке, то вы, как и я, поймете, что это рецепт для компьютеров, которые могут в основном останавливать время, чтобы решить проблема, требующая почти немедленного решения.

Помните свою школьную математику, когда вы учились решать линейные уравнения вручную? Что ж, эти линейные уравнения — пустяк для современных компьютеров. Компьютеры просто обрабатывают числа и находят закономерность в линейной зависимости уравнения (если вы знаете о модели машинного обучения линейной регрессии, вы можете это понять). Но нелинейные уравнения — это реальная вещь, а нелинейные дифференциальные уравнения сложнее.

Теперь вы можете спросить, может ли компьютер решать такие сложные уравнения? Ну, люди все еще готовятся к этому. Вы помните, как Google показывал свое Квантовое превосходство? Мы, люди, все еще создаем квантовые компьютеры, и надеемся, что однажды квантовые компьютеры преодолеют барьер сложности и сделают эти трудноразрешимые проблемы обычными вычислительными задачами.

Когда компьютеры решают такого рода проблемы, они в основном предсказывают будущее. Сегодняшний ИИ все еще может предсказать следующие фильмы, которые вы должны посмотреть, если вы предоставите достаточно данных. Вы можете добавить еще несколько фильмов к уравнению, и компьютер по-прежнему будет правильно работать в большинстве случаев.

Но если вы дойдете до того, что масштаб интерактивности просто обеспечивает обратную связь и не имеет никакого смысла, как, например, наблюдение за испарением воды и предсказание направления движения воздуха в течение следующих нескольких секунд или, например, расправление перьев вверх в неба и предсказания движения пера, классические компьютеры не обладают такой вычислительной мощностью, чтобы рассчитать физику в таком масштабе.

Это объясняет нам, почему мы до сих пор не можем предсказать погоду. Существует так много взаимодействий или факторов, которые влияют на погоду, что компьютеру становится все труднее предсказывать погоду.

Но с квантовыми компьютерами вы обходите бинарные правила классических вычислений. А классический или обычный компьютер понимает только 0 и 1, верно? Но квантовые компьютеры не подчиняются бинарным правилам. Квантовые компьютеры могут не только представлять 0 и 1, но также могут представлять 1, в то время как 0 и 0 представляют 1. Поймите эту концепцию по сторонам медали. Обычный компьютер может показывать либо решку, либо решку монеты, но Quantum может показывать решку, показывая решку, а также может показывать решку, показывая решку, и, что удивительно, они даже не могут показывать ничего, ни решку, ни решку. Разве это не удивительно? Для наших целей это означает, что они потенциально могут решать сложные проблемы, такие как «где будет каждый кусочек пера через 0,02 секунды?» или «Каков оптимальный путь для испарившегося воздуха».

Чтобы понять всю идею, стоящую за этой концепцией, мы можем сослаться на некоторые надежные исследовательские работы. Первый исходит из Университета Мэриленда, в котором говорится:

В этой статье мы представили алгоритм квантовой линеаризации Карлемана (ККЛ) для класса квадратичных нелинейных дифференциальных уравнений. По сравнению с предыдущим подходом, наш алгоритм улучшает сложность от экспоненциальной зависимости от T до почти квадратичной зависимости при условии R ‹ 1.

И давайте взглянем на вторую бумагу. Это от команды Массачусетского технологического института:

Эта статья показала, что квантовые компьютеры в принципе могут достичь экспоненциального преимущества перед классическими компьютерами при решении нелинейных дифференциальных уравнений. Основное потенциальное преимущество алгоритма квантового нелинейного уравнения перед классическими алгоритмами заключается в том, что он логарифмически масштабируется по размерности пространства решений, что делает его естественным кандидатом для применения к задачам большой размерности, таким как уравнение Навье-Стокса и другие нелинейные жидкости, плазма , и т.д..

Обе статьи увлекательны, но пока позвольте мне упростить их. В документе подробно показано, как мы можем построить алгоритмы для квантовых компьютеров, чтобы решить эти действительно сложные проблемы.

Так что это значит? Мы слышим о том, как квантовые компьютеры могут решать гигантские математические задачи или открывать новые лекарства, но что происходит за кулисами? Я имею в виду, что если классические компьютеры могут дать нам возможность посадить луноход на Луну, то что будут делать эти квантовые компьютеры?

Теперь вам легче поверить, что это потенциально даст квантовым компьютерам возможность фактически останавливать время. Теперь, как вы можете себе представить, это не означает, что кто-то из нас получит пульт дистанционного управления с кнопкой паузы, чтобы останавливать время, находясь в экзаменационном зале.

Что это означает, достаточно мощный квантовый компьютер, работающий на одном из величайших, специально разработанных и обученных алгоритмов, разработанных сегодня (которые, конечно же, будут улучшаться в будущем), может обладать способностью определять частицы... уровень физического состояния любого элемента с достаточной скоростью и точностью, которые в конечном итоге превзойдут скорость времени и сделают его нефакторным, и при котором время больше не будет оказывать никакого влияния на элемент во время выполнения алгоритма.

Так что, теоретически, если кто-то в будущем бросит в вас горсть шариков, блесток или перьев, и у вас будет доступ к квантовым оборонным дронам, они могут мгновенно отреагировать, идеально расположившись между вами и частицами, летящими от шариков к вам. защитить тебя. И да, они также могут предсказывать погоду с почти идеальной точностью в течение чрезвычайно длительных периодов времени.

В конечном итоге это означает, что квантовые компьютеры однажды смогут работать в устойчивом ко времени мире, решая проблемы в почти бесконечно малые моменты времени, которые могут буквально сломать или остановить время, чтобы повлиять на него.