Цитаты 76

Энтропия измеряется в битах. Энтропия состоит из случайных, неизвестных битов. Противоположность энтропии называют «негэнтропией». Негэнтропия состоит из известных, структурированных битов. Негэнтропия системы – мера того, как далеко находится эта система от максимальной возможной энтропии. У живого, дышащего человека много негэнтропии, в противоположность, скажем, атомам гелия при постоянной температуре, у которых ее вообще нет. Можно сказать, что энтропия состоит из случайных, «мусорных» битов, а негэнтропия – из упорядоченных, полезных битов. Так вот, термодинамическая глубина физической системы равна числу полезных битов, которые понадобились для создания этой системы.

Простые, регулярные системы, которые легко создать, например кристаллы соли, обычно термодинамически неглубоки. Совершенно неупорядоченные системы, такие как наши атомы гелия, получающие свои свойства в результате случайных процессов, таких как нагревание, также термодинамически неглубоки. Но чтобы создать замысловатые, структурированные системы, например живые системы, требуются огромные инвестиции полезных битов на протяжении нескольких миллиардов лет, и такие системы термодинамически глубоки.

Гравитация реагирует на присутствие энергии. Там, где плотность энергии выше, ткань пространства-времени начинает искривляться немного сильнее.

Биты создаются и начинают менять свои значения. Гравитация отвечает на это, собирая материю вокруг «единиц». Квантовые биты декогерируют, и во Вселенную поступают случайные последовательности 0 и 1. Вычисления начинаются!

Кроме создания тверди, по которой мы ходим, гравитационная аккумуляция поставляет необходимое сырье для создания сложности. По мере сборки материи в облака повышенной плотности энергия, которую содержит эта материя, становится доступной для использования. Калории, которые мы потребляем, чтобы жить, обязаны своим происхождением гравитационной аккумуляции, в результате которого сформировалось и начало светить Солнце.

Гравитационная аккумуляция в самой ранней Вселенной отвечает за создание крупномасштабной структуры галактик и скоплений галактик.

Случайность возникает в вычислительной Вселенной из-за того, что начальное состояние Вселенной – это суперпозиция различных состояний программы, каждое из которых отправляет Вселенную по тому или иному пути вычислений, причем некоторые из этих путей приводят к сложному и интересному поведению. Квантово-вычислительная Вселенная следует всеми этими путями одновременно, квантово-параллельно, и эти пути соответствуют декогерентным историям, описанным выше. Так как истории вычислений декогерентны, мы можем обсуждать их за обедом; лишь одна (или другая) из этих историй произошла на самом деле. Одна из этих декогерентных историй соответствует Вселенной, которую мы видим вокруг.

Есть также убедительные свидетельства того, что Вселенная поддерживает вычисления и на микроскопических уровнях. Квантовые компьютеры, которые создаем мы с коллегами, – свидетельство способности вещества и энергии выполнять вычисления на самых малых масштабах: мы можем с высокой точностью управлять поведением атомов, электронов и фотонов. Какие бы формы ни принимали вещество и энергия при все более мелких масштабах, до тех пор пока они повинуются законам квантовой механики, их можно использовать для вычислений. В космологическом универсальном компьютере (это универсальный компьютер, состоящий из самой Вселенной) каждый атом – это бит, а каждый фотон перемещает свой бит из одной части вычисления в другую. Всякий раз, когда электрон или ядерная частица изменяют направление своего спина – с «по часовой стрелке» на «против часовой стрелки», их биты инвертируются.

До тех пор пока мы не получили полной квантовой теории всех фундаментальных физических явлений, включая гравитацию, нам не удастся найти детальных подтверждений вычислительной механики Вселенной. Но мы можем надеяться (и надеемся), что однажды такое подтверждение станет возможным.

"...способен понимать Вселенную"
Конечно, у нашего М.С. Боярского - шляпа элегантнее, а музыка погодка Ллойда - Neal Morse - тоже результат творческого труда, но:
Очень интересненько и свежо. Конечно, "мы сможем полностью смоделировать поведение Вселенной", это наша природа - моделировать что-то, даже подражать, как артисты ("Весь мир - театр"), взаимодействовать... тут так и просится к нам новое понятие "вектор информации": если векторы состояний пары гравитационно не связанных систем как бы "смотрят" прямо друг на друга и "вселенский компьютер ЛЛойда"(?) заставляет их общаться, то информация "родится" и "пойдёт" прямо по "вектору информации", как по лучу лазера, в момент начала взаимодействия. Хм, получается... что бы "поумнеть", надо оказаться в нужном месте в нужное время , так как простое пересечение "векторов информации" в отсутствии или "затенении" "полезной мишени" - как бы бесполезная перспектива для программы (нащупывающей пути реализации бесцельного существования!!!) - ничего не изменится.
Вообще-то можно представить себе большие ячейки памяти типа солнце-планета и просто метеорит или комета. Эдакие ПЗУшки из тёмной материи, Flashки, и мы - сон вечности - суетящиеся ОЗУшки - моделирующие часть вселенной. Очень интересно! Спасибо Федор Александрович от простого русского крестьянина, мало пока отличающего лженауку от Науки:
- а вывод напрашивается простой - природу, мать нашу, беречь надо - ведь это информация для всех будущих поколений. Да, мне так кажется, или количество новой информации в астрономической Вселенной = const? И не является ли новая информация и степенью деградации, распада материи (если где то что прибывает...) и мостом к созданию новейшей, - но и, одновременно, к её "квантовому? старению" и, значит... переносчиком придуманного нами Времени? Ведь без информации - нет и времени!? Надо бы углубиться в труды Юрия Ивановича Манина, математика Андрея Колмогорова и Стивена Уильяма Хокинга, а то уже "Студенты МГУ больше всех торчат в интернете", а почему? .
«Премудрость, проcти»?!.
P.S.
1 эксплуатировать, кроме слов "вселенная", "сложность" "вычисляет", можно (и работает!) "срочность", "подготовленность", "ответственность" "необходимость", "целесообразность"...;
2 религию, даже в интервью, безбожнику-учёному у нас трогать уже не модно, а у Вас?;
3 пункты 1 и 2 последователю эмпиризма (перевод на русский - есть) можно было бы уже и освоить;
4 история для прессы с п.1 и Гуглом - отдаёт явной ангажированностью, ну что же, денег на квантовый компьютер потрачено немеренно, будут N овые кроссовки от New Balance (чёрные! И кот Борис подкормился) после телепортации в Москву, они же, как и твоя шариковая ручка - вычи$ляют, а если ещё и топнуть - произойдёт "одновременное квантовое событие" (так ещё физическое или уже нет, Сет?) "сразу во всей" Вселенной Ллойда .
Успехов Ллойд - так держать! Ты - зажигаешь! Класс!
PS2
Только вдуматься! Люди, не понимая, как устроено хранилище информации в мозге - т.е. в своём личном компьютере, анализирует этим же мозгом "компьютер Вселенной"...

Программируя Вселенную. Сет Ллойд

Как интересно работает закон притяжения! Только вчера опубликовала свою первую статью о расширении сознания, а утром получила приглашение на презентацию книги Сета Ллойда - американского специалиста по квантовой физике, "Программируя Вселенную".

"...Вселенная постоянно обрабатывает информацию-будучи квантовым компьютером огромного размера, она все время вычисляет собственное будущее. И даже такие фундаментальные события, как рождение жизни, половое размножение, появление разума, можно и должно рассматривать как последовательные революции в обработке информации." Так написано в анонсе книги.

Ведущий задал вопрос: Так кто запрограммировал вселенную?

Сет Ллойд: (со смехом) Я сам не знаю... Да, мы много уже что открыли...Был большой взрыв,как считает наука. Произошел большой взрыв битов, взрыв информации...

Я изучал 2-й закон термодинамики, который гласит, что энтропия возрастает. но еще и то, что это энергия. Так что же получается, когда атомы сталкиваются, энтропия возрастает?... Я не понимал. Я подумал, а можно создать компьютер, на котором информация хранится на атомах?

Если взять под контроль и управлять верхними и нижними спинами атомов, то я (догадался) эти атомы можно заставить вычислять. Можно использовать эту информацию и заставить этот компьютер (имея ввиду Вселенную?) производить те вычисления, которые нам нужно.

Ведущий: Это вопросы квантовых технологий. А как это поможет изменить жизнь сейчас?

Сет Ллойд: Сейчас есть интересные вопросы, которые обсуждаются в Российском квантовом центре. Раздвигаются возможности... Мы все хотим, чтобы лучше работала телефонная связь(смеется), нам всем нужны лучшие коммуникации.

Основатели квантовой коммуникации-ваши Российские ученые и то видение, которое они обрисовали много десятилетий назад, теперь успешно осваивается.Это обеспечение коммуникаций, сверхточные часы...

Практические знания-это одно, а то как развивается Вселенная, тоже очень интересно!..Путешествия во времени как раз основываются на квантовой телепортации. Мы реально можем продемонстрировать реальные путешествия во времени. Но тут есть известный парадокс: Молодой человек отправляется в прошлое, где встречает своего дедушку и случайно убивает его. У этого "дедушки" не рождается сын, а у него свой сын, которого мы отправили в прошлое... Что же, черт возьми, происходит?

Мы пробовали запустить фотон в прошлое недалеко, на несколько милидоли секунды с задачей убить самого себя.

И что же? Погиб ли фотон? Фотоны, миллиарды фотон погибли! Выжил только один- тот, которого мы запустили, для того, чтобы вернуться назад и опять убить множество фотонов... Так что...Тут есть над чем подумать!

Вопросы из зала. Молодой человек спросил Ллойда: Мы все пользуемся компьютерами и там есть вирусы. Что может являться вирусом для нас?

Сет Ллойд:(смеется) Вирус-это мы! (зал тоже смеется)

Квантовая механика-очень странная... В квантовой механике электрон может находится в двух местах одновременно. То, что 0 и 1 (бит) будут существовать одновременно. Это единственное отличие от обычного компьютера.

Еще вопрос задал другой юноша: В обычных компьютерах основной нагрев происходит при стирании информации. Как эта проблема решается в квантовом компьютере?

Сет (смеется):Вот почему опасно приезжать в Россию! Люди здесь слишком умные! Вы же знаете это!.. Вы правы, основы происхождения тепла там, где происходит стирание битов.

Сет Ллойд: Самый важный алгоритм, который мы хотим понять, это то, как программируются физические законы вселенной.

Вопрос был задан дамой: Меня очень встревожили ваши исследования! Очень! Есть вещи опасные. И вы сами сказали, что человек-это вирус. Не превратится ли это в противостояние?

Сет Ллойд: Спасибо за вопрос! Вот, что касается людей, то во Вселенной они и сильны и слабы. Мы способны контролировать вещество. но не можем воспользоваться этим правильно.

Но мы не можем не программировать Вселенную. Вот прямо сейчас мы меняем климат Земли. Наша задача быть дружественными вирусами для Вселенной и программировать ее правильно!

Еще вопрос: Есть ли Есть ли свобода воли?

Сет Ллойд: Хороший вопрос. Если нечто способно задать вопрос самому себе, какое решение я приму, то это нечто не знает в этот момент, какое решение оно примет. Это для меня ответ. Мы не знаем какое решение примем...

Я, думаю, мой "айфон" тоже считает, что у него есть свободная воля... Но кто я такой, чтобы так не считать?

Еще был вопрос у парня про квантовую гравитацию.

Сет Ллойд: Еще раз! Опасные интеллектуалы захватили внимание аудитории...(смеется)

Квантовая гравитация-это область которую можно сравнить с пропастью. Это, как будто вы смотрите в черную дыру и не хотите, чтобы она вас засосала.

Мир полон бесполезной информацией.. Она никуда не исчезает..

У нас есть интерфейс со Вселенной. Наши глаза, обоняние. Это квантомеханические процессы.

Не только Вселенная является квантовомеханическим компьютером, но и мы взаимодействуем с ним квантовомеханически. Если бы только наши мозги могли...

Презентация закончилась. Сета обступили люди, брали автограф, задавали вопросы... Ну. что ж, дорогие друзья, а я тем временем пойду "попрограммирую" свой мозг книгой Сета Ллойда. Тем более, что всегда интересовалась философией квантового мира, и влиянием человеческого восприятия на реальность.

До следующей встречи!

Для получения новых статей блога, заполните форму в колонке справа.

С уважением, Галина Конышева.

22 июля в Москве прочитал лекцию Сет Ллойд, профессор и знаменитый физик, занимающийся созданием квантовых компьютеров. Он приехал в Москву в качестве специального гостя Второй международной конференции по квантовым технологиям, организованной Российским Квантовым Центром . Ллойд прославился благодаря своей книге «Программируя Вселенную» , в которой он утверждает, что Вселенная - это огромный квантовый компьютер, который творит будущее с помощью вычислений. Look At Me поговорил со знаменитым учёным о том, зачем нужны квантовые компьютеры, как физики проводят свободное время и почему наука - это funky.

Сет Ллойд

Профессор MIT и создатель модели квантового компьютера

Почему вы считаете, что Вселенная - это компьютер?

Вселенная состоит из атомов, но важно понимать, что все эти частицы содержат информацию, и, когда, например, сталкиваются две элементарные частицы, биты информации трансформируются в ходе этого процесса. Мы можем думать о Вселенной как о чем-то состоящем из атомов, и это традиционный взгляд на вещи, но мы также можем смотреть на атомы как на нечто, содержащее информацию и обрабатывающее её, как на компьютер. Я пытаюсь придумать и создать квантовые компьютеры и хранить информацию в атомах, но атомы и так производят вычислительные процессы, и, когда мы строим квантовые компьютеры, мы просто должны попытаться заставить атомы вычислять другим способом. Я подходил к созданию квантовых компьютеров с точки зрения технологий, но потом я понял, что мы как бы пытаемся вмешаться в процесс вычислений, которые давно уже выполняет Вселенная.

Как ваша теория о том, что Вселенная - это квантовый компьютер, меняет вашу повседневную жизнь? И как она может изменить представления людей об окружающем мире?

Обычно мы представляем, что Вселенная состоит из частиц энергии, но также можно сказать, что она состоит из битов, информационных частиц. Как только мы понимаем, что Вселенная ведёт вычисления и обрабатывает информацию, мировоззрение сразу меняется. Во-первых, такой подход помогает объяснить вещи, которые на основе других теорий остаются довольно загадочными. Например, мы до сих пор не можем точно ответить на вопрос о зарождении жизни на Земле. На самом деле жизнь - это обработка информации, в её основе лежит ДНК, молекула, которая несёт информацию и программирует все системы организма, чтобы они функционировали так, как функционируют. Если подумать о жизни как об обработке энергии и обработке информации, становится понятно, что Вселенная тоже может рассматриваться как обработка энергии и информации. Жизнь естественно возникает из этих «вычислений» Вселенной.

D-Wave - один из первых
коммерческих квантовых компьютеров

Какие самые сложные вычисления были произведены с помощью существующих квантовых компьютеров, с которыми вы работаете?

Существующие квантовые компьютеры довольно маленькие и слабые. Пока они способны производить несколько сотен операций с небольшими числами, с десятками. Но даже с такими мощностями мы можем узнать очень многое о том, как происходит обработка информации на микроскопическом уровне. Также существуют специализированные квантовые компьютеры. Например, компьютер, созданный компанией D-Wave , - в его основе лежит разработка, которую я и мой студент придумали около 10 лет назад и даже не надеялись тогда, что это будет работать. И такие квантовые компьютеры могут производить гораздо более сложные вычисления и служить некой определённой цели.

Когда появятся мощные квантовые компьютеры, как мы сможем их применять?

Существует несколько областей применения для таких компьютеров. Одна из самых очевидных довольно разрушительна: квантовые компьютеры можно будет использовать для взлома кодов в интернете и паролей к кредитным картам. Я люблю пользоваться интернет-магазинами и поэтому надеюсь, что для этого квантовые компьютеры не будут применяться. Кроме того, есть и другая, более полезная функция: мы можем использовать их для того, чтобы симулировать какие-то природные ситуации, процессы в атомах, - это поможет узнать больше о происхождении Вселенной.

Недавно я и мои коллеги также поняли, что квантовые компьютеры можно использовать для исследования очень больших объёмов информации. Например, если бы существовала база данных с генетическими данными обо всех людях на земле, это была бы база с огромным количеством информации, состоящая из миллиардов бит. Квантовые компьютеры могут помочь выявить паттерны в этой базе данных, а это не по силам обычным компьютерам. С другой стороны, возникают сложные вопросы приватности, потому что я, например, точно не хочу, чтобы фармацевтические компании обладали информацией о моих генетических данных. Если мы могли бы использовать квантовые компьютеры для исследования данных о генах, о населении и при этом гарантировать защиту личных данных и найти общие паттерны, то это могло бы помочь нам узнать о жизни на Земле.

Когда атомы могут рассматриваться как биты, очень сложно провести границу между миром природы и миром компьютеров. Верите ли вы в то, что в будущем возникнет искусственный интеллект и наступит технологическая сингулярность?

Я знаю Рэя Курцвейла, он живёт неподалеку от меня, он дикий и сумасшедший парень. Население Земли растёт очень быстро, быстрее, чем по экспоненте. Тысячу лет назад население Земли удваивалось каждые несколько сотен лет, а сейчас - каждые 10-15 лет. Получается, что к 2080 году население будет просто огромным, но это вряд ли произойдет. Также и с информацией - её количество увеличивается вдвое с каждым годом, то есть скоро её количество будет приближаться к бесконечности. Я не так оптимистичен, как Рэй Курцвейл, и я не думаю, что сингулярность может наступить. А если она наступит, то это, на мой взгляд, вызовет больше разрушения, это не будет дивным новым миром.

Существует очень много версий того, каким будет будущее, и сингулярность - только одна из них. Как вам видится будущее, если появятся мощные квантовые компьютеры?

Квантовые компьютеры, безусловно, сделают будущее более интресным, но я, кажется, знаю недостаточно, чтобы сказать, что произойдёт в мире технологий в будущем. Я уверен, что говоря о будущем, мы можем процитировать Джеймса Брауна: что бы ни случилось, «it’s got to be funky». Моя главная цель на ближайшее будущее - заниматься наукой и получать от этого удовольствие. Мне повезло работать в MIT, потому что там люди каждый день занимаются странными, иногда сумасшедшими, но всегда совершенно новыми вещами. Самое лучшее занятие на свете - узнавать о чем-то новом, чем-то удивительном.

В ваших лекциях вы много говорите о влиянии технологических революций на наше мировоззрение. Как вы думаете, нужны ли эти технологические революции странам третьего мира? Ведь все технологические революции произошли в основном в западных странах...