Дмитрий Чермошенцев ещё немного о квантовых компьютерах | Офисный Платон

• Ведущий рассказывает о своем опыте подготовки к подкасту о квантовых компьютерах.  

• В подкасте участвуют умные люди, объясняющие сложные темы.  

• Ведущий представляет гостей: Александр Захарченко и Артем Анигири.  

• Дмитрий Чермошенцев, старший научный сотрудник Российского квантового центра, рассказывает о своей работе.  

• Он объясняет, что его исследование касается поверхностных волн Дьяконова в ограниченных структурах.  

• Дмитрий подчеркивает важность научного исследования, включающего идею, теорию и эксперимент.  

• Дмитрий объясняет, что поверхностные волны могут распространяться на границах двух материалов с разными диэлектрическими проницаемостями.  

• Он описывает плазмоны как коллективные колебания электронов на границе металла и диэлектрика.  

• Дмитрий объясняет, что плазмоны испытывают сильное затухание из-за поглощения энергии металлом.  

• Дмитрий рассказывает о Михаиле Дьяконове, который предсказал существование поверхностных состояний света.  

• Дьяконов считает, что квантовые решения не должны работать, но его работы важны для понимания квантовой физики.  

• Дмитрий объясняет, что Дьяконов предсказал существование поверхностных волн без потерь в неотропных материалах.  

• Дмитрий объясняет, что неотропные материалы имеют разные скорости света в разных направлениях.  

• Он описывает, как на границе двух неотропных кристаллов может возникнуть электромагнитная волна без потерь.  

• Дмитрий подчеркивает, что такие системы могут быть полезны в сенсорике и других приложениях.  

• Дмитрий рассказывает, что его исследования были предсказаны в 1988 году и изучены позже.  

• Он делится, что его диссертация была посвящена поверхностным волнам Дьяконова.  

• Ведущий отмечает, что тема подкаста оказалась интересной и не связанной напрямую с квантовыми компьютерами.  

• Нейросеть научилась программировать людей.  

• Обсуждение работы транзисторов и их взаимодействия.  

• Сравнение с квантовыми компьютерами и их особенностями.  

• Квантовые компьютеры и их популярность среди широкой публики.  

• История о конференции по квантовой психологии.  

• Тенденция использования новых научных терминов в повседневной жизни.  

• Вопрос о возможности возвращения в 2007 год с помощью квантовых компьютеров.  

• Обсуждение путешествий во времени и их парадоксов.  

• Квантовые частицы и их способность к замкнутым траекториям во времени.  

• Обычный компьютер как набор транзисторов.  

• Объяснение работы квантового процессора.  

• Важность понимания свойств квантовых объектов для создания квантовых компьютеров.  

• Суперпозиция: объекты могут находиться в нескольких состояниях одновременно.  

• Корпускулярно-волновой дуализм и эксперимент с двумя щелями.  

• Интерференционная картина при прохождении фотона через две щели.  

• Фотоны могут быть как частицами, так и волнами.  

• Исторически считалось, что свет — это поток частиц.  

• Волновая теория света была предложена в 17-19 веках.  

• Теория эфира предполагала, что свет — это волна в эфире.  

• Эйнштейн верил в эфир, но позже отказался от этой идеи.  

• Теория эфира была сомнительной и не подтвердилась.  

• Эйнштейн не сразу принял квантовую механику.  

• Квантовая механика изменила физику 20 века.  

• Макс Планк предложил гипотезу о квантах энергии.  

• Кванты — это минимальные порции энергии.  

• Квантовая механика изучает дискретные свойства объектов.  

• Постоянная Планка связывает энергию и частоту колебаний.  

• Эйнштейн применил квантовую механику к фотоэффекту.  

• Фотоны ведут себя как частицы, взаимодействуя с электронами.  

• Маленькие объекты могут вести себя как волны и частицы одновременно.  

• Фотоны могут проявлять свойства волн и частиц при определенных условиях.  

• В двухщелевом эксперименте фотон может пройти через обе щели одновременно.  

• Детектор одиночных фотонов показывает интерференцию, где фотон может быть детектирован или не детектирован.  

• Интерференция фотонов аналогична волнам на жидкости, где одни волны гасят другие.  

• Фотон, проходя через две щели, создает два источника с одинаковыми частотами.  

• Это приводит к интерференции фотона с самим собой.  

• Квантовые объекты могут находиться в состоянии суперпозиции, что позволяет им быть в нескольких состояниях одновременно.  

• В квантовом мире объекты могут быть в состоянии и нуля, и единицы одновременно.  

• Это позволяет создавать квантовую логику, где объекты могут находиться в суперпозиции.  

• Измерение квантового объекта разрушает его квантовые свойства.  

• Мы не можем одновременно видеть фотон в состоянии нуля и единицы.  

• Детектирование результата взаимодействия фотона с системой не разрушает его квантовые свойства.  

• Для создания квантового компьютера нужно оградить его от паразитных измерений.  

• Введение системы в состояние суперпозиции не разрушает ее квантовые свойства.  

• Пример с радиоактивным элементом в коробке показывает, как система может быть в состоянии суперпозиции.  

• Фотоны имеют поляризацию, которая может быть изменена с помощью полуволновых пластинок.  

• Пластинки поворачивают поляризацию фотонов, что влияет на их поведение.  

• Это позволяет изучать квантовые свойства фотонов и их взаимодействие с системой.  

• Фотоны могут иметь правую и левую диагональную поляризацию.  

• Детектор, чувствительный к поляризации, позволяет определить, через какую щель пролетел фотон.  

• Фотон ведет себя как волна до измерения, но при измерении его состояние меняется.  

• Вопрос о влиянии измерения на квантовые объекты остается открытым.  

• Копенгагенская интерпретация и многомировая интерпретация Эверетта предлагают разные объяснения.  

• Многомировая интерпретация предполагает, что при измерении фотон переходит в одно из состояний суперпозиции, создавая множество вселенных.  

• Многомировая интерпретация не может быть проверена, так как состояния суперпозиции ортогональны.  

• Невозможно перейти из одной вселенной в другую, что делает проверку гипотезы невозможной.  

• Квантовая механика остается загадкой, и ее интерпретация не влияет на ее суть.  

• Кубиты могут быть и нулем, и единицей одновременно, что важно для квантовых вычислений.  

• Ионные ловушки используются для управления атомами, которые могут находиться в различных энергетических состояниях.  

• Оптические квантовые компьютеры могут работать без сверхпроводимости, что открывает новые возможности.  

• Современные подходы к квантовым вычислениям могут быть заменены более эффективными в будущем.  

• Поиск материалов с высокой сверхпроводимостью при комнатных температурах может привести к новым технологиям.  

• Квантовый мир дискретен, и минимальные порции энергии играют ключевую роль в его работе.  

• Атом может существовать на нескольких энергетических уровнях.  

• Квантовые объекты могут находиться в суперпозиции, что позволяет им быть одновременно в разных состояниях.  

• Для вычислений требуется множество квантовых объектов, таких как ионы или фотоны.  

• Квантовые компьютеры могут обрабатывать большие объемы информации.  

• Логика работы квантовых компьютеров аналогична классической логике.  

• Важно понимать, что квантовые объекты могут находиться в суперпозиции, что позволяет решать задачи, которые классические компьютеры не могут.  

• Закон Мура ограничивает уменьшение размеров транзисторов.  

• Квантовые компьютеры могут обходить этот предел, используя квантовые объекты.  

• Квантовые компьютеры могут решать задачи, которые классические компьютеры не могут, такие как моделирование молекул и анализ больших систем.  

• Квантовые объекты могут быть запущены, что позволяет им находиться в суперпозиции.  

• Запутанность позволяет квантовым объектам существовать в нескольких состояниях одновременно.  

• Это позволяет решать задачи, которые классические компьютеры не могут, такие как анализ больших систем и моделирование молекул.  

• Квантовый компьютер позволяет работать со всеми состояниями одновременно.  

• Логические операции помогают выбрать наиболее вероятное состояние для решения задачи.  

• Важно запрограммировать квантовый компьютер на выполнение определенных действий для получения нужного результата.  

• Квантовый компьютер может решать задачи, которые классические компьютеры не могут.  

• Примеры включают факторизацию простых чисел и расшифровку криптовалют.  

• Существуют пост-квантовые алгоритмы и квантовая криптография для защиты данных.  

• Асимметричные протоколы шифрования строятся на задачах, которые легко решаются в одну сторону и трудно в другую.  

• Квантовый компьютер может легко перемножить простые числа, но трудно разложить большое число на множители.  

• Это делает квантовый компьютер угрозой для современных систем шифрования.  

• Логические операции в квантовой системе помогают выбрать наиболее вероятный ответ.  

• Квантовая суперпозиция позволяет работать с множеством состояний одновременно.  

• Квантовая теория информации занимается разработкой алгоритмов для решения задач с помощью квантового компьютера.  

• Квантовый компьютер не решает все задачи эффективно.  

• Существуют определенные классы задач, которые квантовый компьютер может решать быстро.  

• Важно понимать, что квантовый компьютер не является универсальным решением для всех задач.  

• Квантовые компьютеры решают задачи, которые классические компьютеры не могут.  

• Существуют универсальные квантовые компьютеры, работающие с суперпозициями.  

• Эти компьютеры могут решать множество задач с помощью логических операций над суперпозициями.  

• Квантовые симуляторы предназначены для решения одной важной задачи.  

• Они могут моделировать сложные системы, такие как логистика или трафик в городе.  

• Примеры коммерческих компаний, реализующих квантовые симуляторы, включают D-Wave.  

• Все объекты стремятся к состоянию с минимальной энергией.  

• Гамильтониан описывает энергетический ландшафт системы.  

• Компания D-Wave использует адиабатическую теорему для поддержания системы в основном состоянии при изменении параметров.  

• D-Wave создала квантовый симулятор с магнитными частицами.  

• Магнитные частицы ведут себя как компасы, поворачиваясь по магнитному полю.  

• Изменение магнитного поля и взаимодействие между частицами моделируют физические задачи, такие как влияние акций на бирже.  

• Адиабатическая теорема позволяет найти оптимальное состояние системы.  

• Квантовые системы, такие как когерентные машины Изинга, работают с детерминированными ответами.  

• Эти системы решают задачи за короткий интервал времени, кодируя связи между объектами.  

• Квантовые компьютеры требуют значительных финансовых вложений.  

• Современные квантовые компьютеры сталкиваются с проблемами ошибок и шумов.  

• Российские квантовые компьютеры имеют более качественные кубиты, чем западные аналоги.  

• В России есть много хороших вузов для изучения квантовых технологий.  

• Успех зависит от упорства и интереса студента, а не только от выбора вуза.  

• Квантовые компьютеры решают задачи, которые классические компьютеры не могут, такие как обучение искусственного интеллекта и обработка больших данных.  

• Квантовые компьютеры не заменят классические, а будут использоваться для сложных задач.  

• Квантовые модули могут быть интегрированы в обычные компьютеры для ускорения вычислений.  

• Квантовые вычисления могут помочь в обработке больших объемов данных и обучении нейронных сетей.  

• Нейросети могут выполнять задачи, но их нужно обучать.  

• Процесс обучения нейросети длительный и требует использования квантовых технологий.  

• Криптография и защита данных могут быть защищены на квантовом уровне.  

• Квантовая защита данных использует фотоны для передачи секретных ключей.  

• Квантовый щит может противостоять квантовому мечу.  

• Пост-квантовые алгоритмы могут усложнить взлом квантовыми компьютерами.  

• Классическая криптография основана на гипотезе о сложности задач для классических компьютеров.  

• Нет строгого доказательства, что классические компьютеры не смогут взломать современные системы криптографии.  

• Проблема NP-сложных задач остается открытой и важной для современной математики и криптографии.  

• Квантовые компьютеры пока не взломаны, но гарантии нет.  

• Идеальное решение - шифрование данных с помощью квантовой криптографии.  

• Пост-квантовые алгоритмы активно развиваются, но стопроцентной защиты пока нет.  

• Квантовые сенсоры важны для изучения мозга.  

• Электроэнцефалограмма считывает электрическую активность мозга, но магнитные поля также важны.  

• Специальные установки и материалы могут улавливать магнитные сигналы мозга.  

• Квантовые сенсоры могут точно измерять гравитацию.  

• Гравитационные волны искривляют пространство-время, что можно измерить.  

• Детекторы, такие как LIGO, могут обнаруживать гравитационные волны и землетрясения.  

• Квантовые компьютеры могут помочь в решении сложных задач, таких как оптимизация логистики и управление трафиком.  

• Они могут улучшить искусственный интеллект и робототехнику.  

• Квантовые системы могут раскрыть новые физические явления и помочь понять устройство мира.