Larga charla académica sobre la realidad y el bombo de la computación cuántica

Aquí hay una charla de tres horas sobre la computación cuántica y la realidad y la exageración de la teoría cuántica.

Scott Aaronson es profesor de informática en la Universidad de Texas en Austin y director de su Centro de Información Cuántica. Anteriormente recibió su doctorado en UC Berkeley y fue miembro de la facultad en MIT en Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de 2007 a 2016. Scott ha ganado numerosos premios por su investigación sobre la computación cuántica y la teoría de la complejidad, incluido el premio Alan T Waterman en 2012 y el Premio ACM en Computación en 2020. Además de ser un científico de clase mundial, Scott es famoso por su contenido altamente informativo y entretenido. blog Schtetl Optimized, que ha mantenido a la comunidad científica al día sobre la exageración cuántica durante casi las últimas dos décadas.

En este episodio, Scott Aaronson da un curso intensivo sobre computación cuántica, profundiza en los detalles, ofrece información y aclara los conceptos erróneos que rodean la publicidad cuántica.

NOTA: hace más de una década, Scott Aaronson predijo que las computadoras cuánticas adiabáticas de DWave Systems no serían más útiles que un sándwich de jamón. Predije en 2006 que antes de finales de 2010 DWave tendría una venta comercial con un sistema con más de 100 qubits. DWave Systems tuvo una venta multimillonaria a Lockheed a fines de 2010. Esto solo demuestra que los expertos científicos pueden no ser los mejores para predecir lo que sucederá. Los sistemas DWave se utilizan para explorar problemas complejos y escalaron a más de 5000 qubits adiabáticos. Scott Aaronson ha asesorado a muchas empresas de computadoras cuánticas, por lo que está muy familiarizado con el trabajo que se está realizando actualmente.

260 páginas de notas del curso de la clase de Scott Aaronson sobre computación cuántica.

Parte I. Introducción (Personal)
00:00 : Biografía
01:02: Shtetl Optimized y las formas de bloguear
09:56 : Sabattical en OpenAI, seguridad de IA, aprendizaje automático
10:54: “Estudio lo que no podemos hacer con computadoras que no tenemos”

Parte II. Introducción (Técnica)
22:57: Resumen
24:13 : Caricatura de SMBC: “The Talk”. Resumen de los conceptos erróneos del campo.
33:09: Cómo funcionan todos los algoritmos cuánticos: patrón coreográfico de interferencia
34:38: Esquema

Parte III. Configuración
36:10 : Revisión de partes clásicas
40:46 : Producto tensorial y base computacional
42:07: Enredo
44:25: ¿Qué no es una acción espeluznante a distancia?
46:15: Definición de qubit
48:10: notación de sujetador y ket
50:48: Ejemplo de superposición
52:41: Medición, interpretación de Copenhague

Parte IV. Trabajando con Qubits
57:02: Operadores unitarios, puertas cuánticas
59:03: puerta Hadamard
1:03:34: Aparte filosófico: cómo "almacenar" 2^1000 bits de información.
1:08:34: Operación CNOT
1:09:45: circuitos cuánticos
1:12:43: notación de circuito, notación XOR
1:14:55: sutileza en la preparación de estados cuánticos
1:16:32: Construcción y descomposición de circuitos cuánticos generales: Universalidad
1:21:30: Complejidad de circuitos vs algoritmos
1:28:45: Cómo se implementan físicamente los algoritmos cuánticos
1:31:55: Equivalencia con la máquina cuántica de Turing

Parte V. Aceleración cuántica
1:35:48: Complejidad de la consulta (caja negra/modelo de Oracle)
1:39:03: Objeción: ¿cómo es que la consulta cuántica no hace trampa?
1:42:51: Definición de una caja negra cuántica
1:45:30 : F clásica eficiente produce U_f eficiente
1:47:26: puerta de Toffoli
1:50:07: Basura y descomputación cuántica
1:54:45: Implementando (-1)^f(x))
1:57:54: Algoritmo Deutsch-Jozsa: Donde la cuántica supera a la clásica
2:07:08: El punto: interferencia constructiva y destructiva

Parte VI. Clases de complejidad
2:08:41: Resumen. Historia del algoritmo de Simon y Shor.
2:14:42: BQP
2:18:18: EQP
2:20:50: pag
2:22:28: Nuevo aviso
2:26:10: P vs NP y NP-completo
2:33:48: P contra BQP
2:40:48: NP contra BQP
2:41:23 : Donde las explicaciones de la computación cuántica se descarrilan

Parte VII. Supremacía cuántica
2:43:46: computación cuántica escalable
2:47:43: supremacía cuántica
2:51:37: Muestreo de bosones
2:52:03: Lo que hizo Google y las dificultades para evaluar la supremacía
3:04:22: gran pregunta abierta