Hier ist ein dreistündiger Vortrag über die Realität und den Hype von Quantencomputing und Quantentheorie.
Scott Aaronson ist Professor für Informatik an der University of Texas in Austin und Direktor des Quantum Information Center. Zuvor promovierte er an der UC Berkeley und war von 2007 bis 2016 Fakultätsmitglied am MIT für Elektrotechnik und Informatik. Scott hat zahlreiche Preise für seine Forschungen zu Quantencomputern und Komplexitätstheorie gewonnen, darunter den Alan T Waterman Award im Jahr 2012 und den ACM Prize in Computing im Jahr 2020. Scott ist nicht nur ein Weltklasse-Wissenschaftler, sondern auch für seine äußerst informativen und unterhaltsamen Arbeiten bekannt Blog Schtetl Optimized, der die wissenschaftliche Gemeinschaft seit fast zwei Jahrzehnten über den Quantenhype auf dem Laufenden hält.
In dieser Folge gibt Scott Aaronson einen Crashkurs zum Thema Quantencomputer, taucht tief in die Details ein, bietet Einblicke und klärt Missverständnisse rund um den Quantenhype auf.
HINWEIS: Vor über einem Jahrzehnt sagte Scott Aaronson voraus, dass die adiabatischen Quantencomputer von DWave Systems nicht nützlicher sein würden als ein Schinken-Sandwich. Ich habe 2006 vorhergesagt, dass DWave noch vor Ende 2010 einen kommerziellen Verkauf mit einem System mit über 100 Qubits haben würde. DWave Systems hatte Ende 2010 einen millionenschweren Verkauf an Lockheed. Dies zeigt nur, dass wissenschaftliche Experten möglicherweise nicht die besten Vorhersagen darüber treffen, was passieren wird. Die DWave-Systeme werden zur Erforschung komplexer Probleme eingesetzt und konnten auf über 5000 adiabatische Qubits skaliert werden. Scott Aaronson war an der Beratung vieler Quantencomputerunternehmen beteiligt und ist daher mit der aktuellen Arbeit bestens vertraut.
260 Seiten Kursnotizen aus Scott Aaronsons Vorlesung über Quantencomputing.
Teil I. Einführung (persönlich)
00:00 : Biografie
01:02: Shtetl optimiert und die Möglichkeiten des Bloggens
09:56: Sabattical bei OpenAI, KI-Sicherheit, maschinelles Lernen
10:54: „Ich untersuche, was wir mit Computern, die wir nicht haben, nicht machen können.“
Teil II. Einführung (technisch)
22:57 : Übersicht
24:13: SMBC-Cartoon: „The Talk“. Zusammenfassung der Missverständnisse auf diesem Gebiet
33:09 : Wie alle Quantenalgorithmen funktionieren: Interferenzmuster choreografieren
34:38: Umriss
Teil III. Aufstellen
36:10: Rückblick auf klassische Teile
40:46 : Tensorprodukt und Rechenbasis
42:07: Verstrickung
44:25: Was ist keine gruselige Action aus der Ferne?
46:15: Definition von Qubit
48:10: Bra- und Ket-Notation
50:48: Überlagerungsbeispiel
52:41: Messung, Kopenhagener Interpretation
Teil IV. Arbeiten mit Qubits
57:02: Unitäre Operatoren, Quantengatter
59:03: Hadamard-Tor
1:03:34 : Philosophischer Nebeneffekt: Wie man 2^1000 Informationsbits „speichert“.
1:08:34: CNOT-Vorgang
1:09:45 : Quantenschaltungen
1:12:43 : Schaltkreisnotation, XOR-Notation
1:14:55: Feinheiten bei der Vorbereitung von Quantenzuständen
1:16:32: Aufbau und Zerlegung allgemeiner Quantenschaltkreise: Universalität
1:21:30: Komplexität von Schaltkreisen vs. Algorithmen
1:28:45 : Wie Quantenalgorithmen physikalisch implementiert werden
1:31:55 : Äquivalenz zur Quanten-Turing-Maschine
Teil V. Quantenbeschleunigung
1:35:48: Komplexität der Abfrage (Blackbox-/Oracle-Modell)
1:39:03 : Einwand: Warum schummelt Quantenabfrage nicht?
1:42:51 : Definition einer Quanten-Blackbox
1:45:30: Effizientes klassisches f ergibt effizientes U_f
1:47:26: Toffoli-Tor
1:50:07 : Müll und Quanten-Uncomputing
1:54:45 : Implementierung von (-1)^f(x))
1:57:54 : Deutsch-Jozsa-Algorithmus: Wo Quanten die Klassik schlagen
2:07:08: Der Punkt: konstruktive und destruktive Interferenz
Teil VI. Komplexitätsklassen
2:08:41: Zusammenfassung. Geschichte des Algorithmus von Simon und Shor.
2:14:42: BQP
2:18:18: EQP
2:20:50 : P
2:22:28 : NP
2:26:10: P vs. NP und NP-Vollständigkeit
2:33:48: P gegen BQP
2:40:48: NP gegen BQP
2:41:23: Wo die Erklärungen zum Quantencomputing aus dem Ruder laufen
Teil VII. Quantenüberlegenheit
2:43:46 : Skalierbares Quantencomputing
2:47:43 : Quantenüberlegenheit
2:51:37: Boson-Probenahme
2:52:03 : Was Google getan hat und die Schwierigkeiten bei der Bewertung der Vormachtstellung
3:04:22: Riesige offene Frage
Brian Wang ist ein futuristischer Vordenker und ein populärer Wissenschaftsblogger mit 1 Million Lesern pro Monat. Sein Blog Nextbigfuture.com ist auf Platz 1 des Science News Blogs. Es deckt viele disruptive Technologien und Trends ab, darunter Raumfahrt, Robotik, künstliche Intelligenz, Medizin, Anti-Aging-Biotechnologie und Nanotechnologie.
Er ist bekannt für die Identifizierung von Spitzentechnologien und ist derzeit Mitbegründer eines Startups und Fundraiser für Unternehmen mit hohem Potenzial in der Frühphase. Er ist Head of Research für Allokationen für Deep-Tech-Investitionen und Angel Investor bei Space Angels.
Als regelmäßiger Redner bei Unternehmen war er TEDx-Sprecher, Sprecher der Singularity University und Gast bei zahlreichen Interviews für Radio und Podcasts. Er ist offen für öffentliche Reden und Beratungsengagements.
