Εκτενής Ακαδημαϊκή Ομιλία για την πραγματικότητα και τη διαφημιστική εκστρατεία των κβαντικών υπολογιστών

Ακολουθεί μια τρίωρη ομιλία για τους κβαντικούς υπολογιστές και την κβαντική θεωρία για την πραγματικότητα και τη διαφημιστική εκστρατεία.

Ο Scott Aaronson είναι καθηγητής της επιστήμης των υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν και διευθυντής του Quantum Information Center του. Προηγουμένως έλαβε το διδακτορικό του στο UC Berkeley και ήταν μέλος ΔΕΠ στο MIT στην Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και της Επιστήμης Υπολογιστών από το 2007-2016. Ο Scott έχει κερδίσει πολλά βραβεία για την έρευνά του στους κβαντικούς υπολογιστές και τη θεωρία πολυπλοκότητας, συμπεριλαμβανομένου του βραβείου Alan T Waterman το 2012 και του βραβείου ACM in Computing το 2020. Εκτός από επιστήμονας παγκόσμιας κλάσης, ο Scott είναι διάσημος για το εξαιρετικά κατατοπιστικό και διασκεδαστικό του blog Schtetl Optimized, το οποίο διατηρεί την επιστημονική κοινότητα ενήμερη για την κβαντική διαφημιστική εκστρατεία για σχεδόν τις δύο τελευταίες δεκαετίες.

Σε αυτό το επεισόδιο, ο Scott Aaronson δίνει ένα ακραίο μάθημα για τους κβαντικούς υπολογιστές, βουτώντας βαθιά στις λεπτομέρειες, προσφέροντας πληροφορίες και διευκρινίζοντας τις παρανοήσεις γύρω από την κβαντική διαφημιστική εκστρατεία.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: πριν από πάνω από μια δεκαετία, ο Scott Aaronson προέβλεψε ότι οι αδιαβατικοί κβαντικοί υπολογιστές DWave Systems δεν θα ήταν πιο χρήσιμοι από ένα σάντουιτς ζαμπόν. Προέβλεψα το 2006 ότι πριν από το τέλος του 2010 ότι η DWave θα είχε μια εμπορική πώληση με ένα σύστημα με πάνω από 100 qubits. Η DWave Systems πραγματοποίησε μια πώληση πολλών εκατομμυρίων στη Lockheed στα τέλη του 2010. Αυτό απλώς δείχνει ότι οι επιστήμονες μπορεί να μην είναι οι καλύτεροι που προβλέπουν τι θα συμβεί. Τα συστήματα DWave χρησιμοποιούνται για την εξερεύνηση πολύπλοκων προβλημάτων και κλιμακώθηκαν σε 5000+ αδιαβατικά qubits. Ο Scott Aaronson συμμετείχε στην παροχή συμβουλών σε πολλές εταιρείες κβαντικών υπολογιστών, επομένως είναι πολύ εξοικειωμένος με τη δουλειά που γίνεται αυτή τη στιγμή.

260 σελίδες φυσικά σημειώσεις από την τάξη του Scott Aaronson για τους κβαντικούς υπολογιστές.

Μέρος Ι. Εισαγωγή (Προσωπική)
00:00 : Βιογραφικό
01:02 : Shtetl Optimized και οι τρόποι του blogging
09:56 : Sabattical στο OpenAI, ασφάλεια AI, μηχανική μάθηση
10:54 : «Μελετώ τι δεν μπορούμε να κάνουμε με υπολογιστές που δεν έχουμε»

Μέρος II. Εισαγωγή (Τεχνική)
22:57 : Επισκόπηση
24:13 : SMBC Cartoon: “The Talk”. Σύνοψη παρανοήσεων του πεδίου
33:09 : Πώς λειτουργούν όλοι οι κβαντικοί αλγόριθμοι: μοτίβο χορογραφίας παρεμβολής
34:38 ​​: Περίγραμμα

Μέρος III. Ρύθμιση
36:10 : Ανασκόπηση κλασικών κομματιών
40:46 : Προϊόν τανυστήρα και υπολογιστική βάση
42:07 : Διαπλοκή
44:25 : Τι δεν είναι τρομακτική δράση από απόσταση
46:15 : Ορισμός του qubit
48:10 : σημειογραφία σουτιέν και κετ
50:48 : Παράδειγμα υπέρθεσης
52:41: Μέτρηση, ερμηνεία Κοπεγχάγης

Μέρος IV. Εργασία με Qubits
57:02 : Ενιαίοι τελεστές, κβαντικές πύλες
59:03 : Πύλη Hadamard
1:03:34 : Φιλοσοφική κατά μέρος: Πώς να «αποθηκεύσετε» 2^1000 bit πληροφοριών.
1:08:34 : Λειτουργία CNOT
1:09:45 : Κβαντικά κυκλώματα
1:12:43 : Σημείωση κυκλώματος, σημειογραφία XOR
1:14:55 : Λεπτότητα στην προετοιμασία κβαντικών καταστάσεων
1:16:32 : Κατασκευή και αποσύνθεση γενικών κβαντικών κυκλωμάτων: Καθολικότητα
1:21:30 : Πολυπλοκότητα κυκλωμάτων έναντι αλγορίθμων
1:28:45 : Πώς υλοποιούνται φυσικά οι κβαντικοί αλγόριθμοι
1:31:55 : Ισοδυναμία με την κβαντική μηχανή Turing

Μέρος V. Κβαντική επιτάχυνση
1:35:48 : Πολυπλοκότητα ερωτήματος (μαύρο κουτί / μοντέλο oracle)
1:39:03 : Ένσταση: πώς η κβαντική αναζήτηση δεν εξαπατάει;
1:42:51 : Ορισμός ενός κβαντικού μαύρου κουτιού
1:45:30 : Η αποδοτική κλασική f αποδίδει αποτελεσματική U_f
1:47:26 : Πύλη Toffoli
1:50:07 : Σκουπίδια και κβαντική μη υπολογιστική
1:54:45 : Εφαρμογή (-1)^f(x))
1:57:54 : Αλγόριθμος Deutsch-Jozsa: Όπου το κβάντο νικάει το κλασικό
2:07:08 : Το σημείο: εποικοδομητική και καταστροφική παρέμβαση

Μέρος VI. Μαθήματα πολυπλοκότητας
2:08:41 : Ανακεφαλαίωση. History of Simon's and Shor's Algorithm.
2:14:42 : BQP
2:18:18 : EQP
2:20:50 : Π
2:22:28 : NP
2:26:10 : P vs NP και NP-πληρότητα
2:33:48 : P εναντίον BQP
2:40:48 : NP vs BQP
2:41:23 : Εκεί που οι εξηγήσεις κβαντικών υπολογιστών βγαίνουν από τις ράγες

Μέρος VII. Κβαντική υπεροχή
2:43:46 : Κλιμακόμενος κβαντικός υπολογισμός
2:47:43 : Κβαντική υπεροχή
2:51:37 : Δειγματοληψία μποζονίου
2:52:03 : Τι έκανε η Google και οι δυσκολίες με την αξιολόγηση της υπεροχής
3:04:22 : Τεράστια ανοιχτή ερώτηση