Серия «Физика для тех, кто не в теме, но хочет странного»

Ой, я тоже в рамках мероприятия "Ремейк первого поста" запилю, вернее, перепилю свой древний пост, которым я начал серию постов о физике для гуманитариев и простых офисных работников. Эти посты был впоследствии переработаны и оформлены в книгу на аффтар.тудей (ссылку дам в конце). Что изменилось: во-первых я стал сам рисовать картиночки, во-вторых, добавил в текст больше фактов, в-третьих, стало больше пост-ироничного депрессивного юмора.

Глава 1. Скорость света

- Папа, можно я буду спать при свете?

- Можно.

- Свет, заходи!

(когда-то казавшийся смешным анекдот)

С этой главы мы решили начать ликбез для тех, кто в детстве мечтал стать ученым, но как-то не сложилось. Назло всем специалистам и кандидатам, нарушая все до единой методологии и правила хорошего научного текста, мы поговорим о скорости света, почему утверждается, что она постоянная, почему все "носятся" с этой скоростью и удивляются оной, и что вообще, черт побери, происходит.

Люди начали подозревать, что свет имеет скорость, довольно давно. Всякие там Кеплеры и прочие считали, что скорость света бесконечна, а не в меру догадливый Галилей, например, полагал, что скорость определить можно, но сложно, так как она очень большая.
В 17 веке некто Рёмер искал способ, как бы вычислить географические координаты корабля для навигации в море. В поисках стабильных ориентиров он обратился к спутникам Юпитера и их затмениям. Вот до чего доводит нужда, когда нет GPS и спутниковых карт, не так ли? И наблюдая за движением спутников, он заметил временные расхождения по затмениям, в периоды, когда Земля оказывалась ближе к Юпитеру и когда дальше – согласитесь, трудно было игнорировать подозрительную двадцатиминутную разницу. Тут-то датский астроном и предположил, что это отличная возможность посчитать световые километры в час, или что у них там в Дании использовалось за меру расстояний. Вооружившись известными числами и доступными формулами, Рёмер неточно рассчитал скорость света. Ошибся он знатно, но вывод сделал: это была очень большая величина, от которой захватывало дух.

В дальнейшем научно-технический прогресс окончательно все расставил по местам, и земляне выяснили, что скорость света равна приблизительно 300 000 километров в секунду.

Но что же такого в этом значении? Почему эта скорость оказалась в итоге так важна? Скорость моего велосипеда тоже можно подсчитать, но никто ж над ней не размышляет с заговорщическим видом о вечности и структуре мироздания.

А подвох в том, что скорость света ВСЕГДА равна 300 000 километров в секунду.
Представим бытовую ситуацию из досуга жизнерадостного гуманитария: вы с другом катаетесь на модных велосипедах, ваш друг едет чуть быстрее, а вы чуть медленнее. Допустим со скоростями 20 и 15 км/час соответственно. И если вы, двигаясь со своей скоростью, решите измерить (как-нибудь) скорость друга, то вы вычислите, что ваш друг двигается относительно вас со скоростью 5 км/час.

Простые правила сложения скоростей, надеемся, они вас не удивят – их вбивали в головы в школах и скорее всего надежно вбили. Если вы увеличите скорость до 20 км/час, то относительно вас ваш друг будет иметь скорость равную нулю.

Это логично и следует из жизненного опыта. Скорость моторной лодки, которая движется по течению также складывается из собственной скорости лодки и скорости течения реки. Старая добрая классическая механика – как же она была прекрасна [смахивают слезу, попивая смузи].

А теперь попробуем проделать тот же фокус со светом. Ваш друг внезапно аннигилировал и превратился в луч света. Вы решили не упускать его и постарались не отставать, яростно накручивая педали. Вы разогнались до скорости довольно близкой к скорости света. И чисто ради прикола, из научного, так сказать, любопытства, решили замерить скорость вашего бывшего друга. Разумеется, вы были уверены, что получите решение равное скорости света за минусом вашей собственной скорости, как в первом случае.

И вот тут вас ждет сюрприз. Фигушки, так сказать. Расчетно-опытным путем вы выяснили, что относительная скорость вашего лучевого приятеля по-прежнему 300 000 км/сек. С какой бы скоростью не двигались лично вы, независимо от направления: параллельно движению света, навстречу свету, перпендикулярно, как-нибудь возвратно-поступательно – скорость света в вакууме всегда будет равна 300 000 км/сек. Странная история!

Эту нестыковочку заметили в начале XX века пара классных ребят с фамилиями Майкельсон и Морли. В те годы все ученые искали эфир – невидимый газ, наполняющий Вселенную, по которому и распространяются электрические, магнитные волны, собственно свет, а также другие еще не открытые флюиды и тонкие астральные сущности. Между прочим, сам Менделеев на всякий случай предположил существование элемента "ньютоний", который находится до водорода и имеет нулевую, или около того, массу. А вы думали идея из Mass Effect свежа и оригинальна?

Столп науки об электромагнетизме по имени Максвелл уверял, что для волн нужна среда, а то что же это за волны такие, без среды. Морские волны распространяются по воде. Звуковые – по воздуху, а световые – по эфиру, ясен пень. Еще был Фарадей, которому идея не очень нравилась, но Фарадей баловался молниями, и его не стали слушать.

У Майкельсона и Морли руки росли откуда надо, они сказали: если эфир есть, то это легко проверить. И собрали штуковину, которую назвали интерферометром (о нем мы еще очень подробно поговорим в будущих лекциях) и стали смотреть, как ведет себя луч света в зависимости от движения планеты Земля. Ведь, двигаясь по окружности, наша планета в разные моменты времени летит то по эфирному ветру, то против эфирного ветра. А значит и пучки света в интерферометре в разное время года должны чувствовать смену сезонов, меняя скорость из-за движения эфира.

Вы, наверное, догадались, что опыт Майкельсона и Морли показал, что свет полностью игнорирует эфир, и скорость света не меняется в зависимости от направления движения планеты. С тех пор человечество разделилось на ученых и фриков. Первые выкинули идеи эфира на помойку и до открытия поля Хиггса вообще слышать ничего не хотели про "подложку Вселенной", а вторые… вторые сказали, что Майкельсон и Морли ошиблись, что ученые скрыли результаты, что опыт был не точный, погода не летная, интерферометр собран из навоза и палок и вообще это заговор Рокфеллеров, Ротшильдов или социалистов.
Общение с "эфирщиками" доставляет много радостей и удивлений. Давеча один "специалист" рассказывал нам про то, что эфир состоит из информационных мыслеобразов, приходящих из тонкой Вселенной, и конденсируется на местной материи, отчего та приобретает массу, а из этого следует…

Увы, множество опытов впоследствии и по сей день, проведенные с невероятно высокой точностью с лазерами и синхрофазотронами, подтверждают: как ни измеряй скорость света, она при любых условиях относительного движения равна своему постоянному значению.

До 1905 года никто не мог объяснить, почему скорость света не хочет быть относительной, пока не пришел Эйнштейн и не догадался, что происходит. Он любил всем говорить на своем немецком, мол, сомневайтесь во всём, и таки досомневался, негодник. Сначала он сказал, что свет - это частица и назвал ее квантом света (а позже ее переименовали в фотон). А гипотеза о происходящем со скоростью света была названа на всякий случай Специальной Теорией Относительности, а не теорией имени Эйнштейна, такой был скромный дядька. В дальнейших лекциях мы, возможно, попробуем объяснить основы теории относительности, если придумаем, как обойтись без математики, а пока достаточно знать, что эта скорость оказалась фундаментальным параметром Вселенной. Она не просто какая-то там максимальная скорость, как на спидометре вашей "ласточки", а обусловлена геометрией нашего пространства. Это вот если вы нарисуете на бумаге четыре линии, пересекающиеся под прямыми углами, вы всегда получите прямоугольник. А если вы будете рисовать четырехмерное пространство с псевдоримановой метрикой и тензорами (сами не понимаем, чего несём), то в нем скорость света будет 300 000 км/сек. Такие дела.

Однако на этом история о скорости света не заканчивается. Она, как оказалось, порадовала нас еще несколькими внезапными чудесами. Эйнштейн, пользуясь случаем, поведал миру о других странностях высокоскоростных режимов.

Дело в том, что чем больше наша скорость, тем медленнее идут наши часы. Время замедляется при увеличении скорости. Причем обоюдно: тот, кто едет на велосипеде, видит, что время замедлено у того, кто стоит и смотрит, а тот, кто стоит и смотрит, наблюдает, что время замедляется у едущего на велосипеде. Если вы думаете, что это теоретические и математические шутки, не имеющие реального подтверждения, то вы застряли в позапрошлом веке и вам пора оттуда срочно выбираться.

Реальные опыты, подтверждающие, что время зависит от того, как на него смотреть, были проведены в XX веке. Брали очень точную пару часов, показывающих одинаковое время, причем не механические часы, сделанные в Китае, а атомные сверхточные. Один экземпляр часов брали на борт реактивного самолета, а вторые часы оставались на земле. Первые часы на огромной скорости пару раз прокатили вокруг планеты. А затем сверили время. Часы из самолета отставали.

Чем ближе кто-то двигается к скорости света, тем медленнее идут его часы (сам-то он этого не замечает и считает, что его часы идут правильно, а у всех вокруг отстают, но это уже парадоксы теории относительности, мы сейчас не о них рассказываем).

Таким образом, если бы кто-нибудь с часами разогнался до скорости света, то время для него остановилось. Как говорят физики: часы на фотоне не идут.

С точки зрения фотона, если бы он мог рассказать, что видит, его история была бы грустная. Вот он родился и тут же умер. А для стороннего наблюдателя этот же самый фотон миллиард лет летел из далекой галактики до нашей планеты, где врезался в наблюдателя. Нервирует, да?

А если все-таки существует возможность превысить скорость света? – спросит читатель свободный от предрассудков. Заумная математика для таких случаев уверяет, что тогда время для гонщика пойдет в обратную сторону. Это одна из причин невозможности сверхсветовых скоростей – нарушается причинно-следственная связь, знаете ли. Вы несетесь по велосипедной дорожке под 400 000 км/с и оказываетесь в прошлом…

Но разогнаться до скорости света нам мешают более серьезные причины, чем замедление времени. Все, что имеет массу, не может лететь со скоростью света, увы. Как только мы начинаем ускоряться, нам требуется прилагать для этого ускорения всё больше и больше сил. При значениях очень близких к скорости света количество необходимого топлива, или что мы там используем для ускорения, приближается к бесконечности, и соответственно для нашего дальнейшего разгона нам требуется бесконечная энергия. В математике это выглядит как деление на ноль.

А почему же частица света летит со скоростью 300 000 км/сек? – спросит любознательный и смекалистый читатель. Потому что у нее нет собственной массы (знатоки, молчите о разницах в массе покоя, инертной массе, импульсе и прочих нюансах – мы упрощаем, а не загружаем). Фотон – это безмассовая частица. И такое бывает в этой вашей физике.

Да-да, когда в коллайдере (машина для создания черных дыр и уничтожения вселенной) разгоняют электрон, то даже его малюсенькую массу нельзя пульнуть со скоростью света.

Не можем не процитировать какой-то учебник: "Если скорость частицы всего лишь на 90 км/с меньше скорости света, то ее масса увеличивается в 40 раз. Мощные ускорители для электронов способны разгонять эти частицы до скоростей, которые меньше скорости света лишь на 35—50 м/с. При этом масса электрона возрастает примерно в 2000 раз. Чтобы такой электрон удерживался на круговой орбите, на него со стороны магнитного поля должна действовать сила, в 2000 раз большая, чем можно было бы предполагать, не учитывая зависимости массы от скорости." (источник: www.fizika9kl.pm298.ru).

Поразмыслите об этом, прежде чем строить планы по созданию машины времени.

В описании есть некоторая несущественная для нас неточность. В последнее время ученые говорят, как мы и писали выше, что увеличивается не масса, а затраты энергии на разгон. Но там подмены понятий, неудачные термины, исторические названия, а некий академик по фамилии Окунь (на самом деле хороший академик) плачет горькими слезами, пытаясь воевать с традициями и методологией преподавания в школах.

Интересный факт, что с ограниченностью скорости света не согласились многие ученые тех и последующих лет. Электрик Никола Тесла считал теорию относительности ошибочной, но пояснить свое мнение не мог потому, что, как и все мы, не осилил математику, лежащую в основе. Константин Циолковский говорил, что постоянство скорость света это философщина и религиозные байки наподобие шести дней творения. Циолковского можно было понять: он только что придумал ракету, на которой человечество отправится на край Вселенной, а ему говорят, что ракета не сможет достичь скоростей даже для полета к соседней звезде.

Не любили теорию Эйнштейна и в Третьем Рейхе. Но не потому что не понимали, а потому что дядюшка Альберт был евреем. Издавались интересные книжки с названием "100 авторов против Эйнштейна", где авторитетные специалисты пытались опровергнуть положения теории.

Скорость света - это удивительная физическая величина. Если, например, время умножить на скорость света (получив "метрические" значения), то получится та самая четвертая ось четырехмерного пространства, которым оперирует вся теория относительности: длина, ширина, высота, время. Это крайне зубодробительная теория, но выводы из нее шикарны и до сих пор поражают неокрепшие умы юных физиков.

Каждый второй комментатор лекций про скорость света обязательно блеснет знаниями о том, что скорость света бывает медленной. Да, всё верно, но это происходит, когда свет распространяется в какой-то среде, например, в воде - на 25% медленнее, чем в вакууме. В этом случае свет по цепочке поглощается атомами вещества, через которое летит, и испускается дальше – на всё это тратится некоторое время, отчего мы и видим, как все замедленно и банально.

Отметим, что современная физика не отрицает возможность превышения скорости света. Но все эти предположения касаются не преодоления скорости "в лоб". Речь идет о перемещении в пространстве за время меньшее, чем его преодолеет свет. А это может быть в результате всякого рода неоткрытых или неразгаданных взаимодействий (типа квантовой телепортации), или за счет искривления пространства (типа гипотетических кротовых нор), или существования частиц, у которых время идет в обратном направлении (типа теоретических тахионов).

Или вот, например, каждый, небось, слышал, что наша Вселенная расширяется со сверхсветовой скоростью. Но тут нет парадокса. Теория ограничивает скорость только материи, а расширяющееся пространство неизвестно чем является, и вообще там свои гипотезы: темные энергии, инфляции какие-то.

Кроме того, есть несколько умозрительных опытов, связанных с иллюзией превышения скорости света, типа световых ножниц и угловых скоростей. Имейте в виду – сенсаций там нет, а те, кто упоминают эти опыты, либо не понимают, в чем дело, либо собираются вас потроллить.

Поэтому, когда вы в очередной раз читаете, что кто-то открыл что-то, превышающее скорость света, и теперь продает на основе этой технологии торсионные препараты от несварения желудка, вспомните нашу статью.

На этом интересном месте глава заканчивается. Мы только приоткрыли дверь в волшебный мир физики, перед чудесами которой меркнут фокусы, навроде хождения по воде, превращения воды в вино и поиска пропавших людей по фотографии. В дальнейших лекциях мы расскажем про гравитацию, квантовую механику, неопределенность Гейзенберга, из чего сделан вакуум и зачем нам тёмная материя.

И таки да. Дальше были статьи про гравитацию, поля, кота шредингера, коллайдеры и квантовые компьютеры, которые я собрал в книгу. Книга не то чтобы дописана, но в целом представляет собой неплохое чтение на ночь - люди хвалят. Что делать с книгой - не знаю. На аффтар.тудей на научпоп не разрешают ставить платный доступ, поэтому вот она лежит тут бесплатно без смс и регистрации и радует людей, которым хочецца авторского контента.

Извините за ремейк.

Снова привет всем, кто нас помнит и любит (хейтерам тоже превед). Коллектив Квантуз снова тут наваял лекцию и решил показать свою графоманию почтенным пикабушникам. Потому что пятница, вечер – самое время открыть пиво и почитать что-нибудь по квантовой физике и тому подобные душеспасительные опусы. На этот раз мы решили фривольно рассказать даже не про физику, а про информатику. Вот эти самые Квантовые компьютеры – тема-то животрепещущая, вызывающая разные слухи, мифы и необоснованные инвестиции. Про них, конечно, только ленивый не пишет, ну дык, чем мы хуже? Так что давайте пробежимся по предмету, чтобы представлять, где истинная правда, а где враньё, особенно в поделках недобросовестных СМИ или блогеров. Как всегда плоский гуманитарный юмор прилагается!

Умным людям давно не давали покоя квантовые эффекты, но не только потому, что их философская интерпретация не подчиняется здравому смыслу, но и в сугубо практическом смысле. Вот бы как-то взять эти эффекты и применить для нужд народного хозяйства, думали они. Считается, что первым это громко спросил Ричард Фейнман, который действительно разбирался в предмете. Квантовые расчеты требуют квантовых решений – вот его совсем недословная цитата. И пока технологии медленно развивались, некоторые физики, умеющие в математику, предложили кое-какие алгоритмы, с которыми было бы забавно поиграться на квантовых штуковинах.

В основе обычного компьютера у нас лежит понятие бита. Битом может быть любой объект, который является нам в двух однозначных состояниях: черный-белый, теплый-холодный, север-юг, плюс-минус. Если не забивать голову реализацией устройства бита, то мы для упрощения пользуемся понятием 0 или 1. Полагаем, что читатель имеет представление об основах информатики, так как в наше просвещенное время без компьютеров как без рук. Важное в этих ваших битах то, что мы всегда, в любой момент знаем или можем узнать их значение. Бит либо включен, либо выключен. Либо ноль, либо один. Когда мы считываем его значение, то это значение не пропадает, не меняется, не превращается в черную дыру, оно гарантированно сохраняется для потомков. Когда мы проводим операции над битами, результаты тоже подчиняются строгой бинарной логике и не выдают неожиданных значений. Два плюс два равно четыре.

А вот если мы возьмем что-нибудь с квантовыми эффектами, то тут с определенностью, сами знаете, как-то уже не очень. Квантовые объекты в этой главе мы будем называть кубитами (кстати, кубики тут не причем, Q-бит, квантовый бит – и всего-то). Кубитом может быть вещь, состояние которой находится в суперпозиции: электрон, у которого спин одновременно и вверх и вниз, или пространственная ориентация фотона, когда электромагнитное поле как бы вдоль и поперек (поляризация), или даже кот Шрёдингера, живой и мертвый одновременно.

Для квантовых вычислений интерес представляет совсем не итоговое значение кубита, измерение состояния кубита означает конец игры и ничего феноменального в себе не несет. В квантовых вычислениях всё веселье состоит в манипуляции вероятностями состояний кубита. Вы можете и не поверить, но технически мы способны менять вероятности обнаружения кота живым. К примеру, вот у нас коробка с котиком, мы знаем, что вероятность потискать его живого - 50%. А вот нажимаем волшебную кнопку, и вероятность спасения кота уже 80%. Или даже 100%. Или ноль. При этом мы не знаем, что там с котом, не знаем, каким мы его обнаружим, когда откроем коробку. Ведь даже при вероятности 99%, что он жив, Вселенная может выкинуть нам однопроцентный трагический исход. Но, мы знаем вероятности и умеем с ними обращаться.

Читатели конечно же понимают, что кубиты из котиков это плохая идея, поэтому квантовые алгоритмы ваяют на фотонах и электронах. Электрон пропускают через магниты и добиваются поворота его спина таким образом, что при измерении вероятность спина, скажем, вверх, будет 100% или 60%, 50%, 10% и так далее. Главное, что состояние электрона не измеряется, а через воздействие, меняются вероятности, не разрушая суперпозиции. Да, технически это сложно, частицы пытаются свалить в закат, сколлапсировать по любому поводу, провзаимодействовать с космическими лучами, сбиться с курса от кашля в соседнем подземелье и так далее. Поэтому головная боль инженеров совсем не в алгоритмах, а в том, как держать кубиты в изоляции от внешнего мира - только тогда они будут работать как требуется.

Итак, не углубляясь в технические детали, мы уразумели, что в квантовых вычислениях, мы творим с вероятностями странные вещи. И тут хитрые математики предложили несколько логических операторов для манипуляций с состояниями кубитов. В обычном доисторическом компьютере логические операторы опять же известны любому, кто хоть раз пытался в Экселе упростить себе сбор отчета с помощью формул. Помните, все эти логические И, ИЛИ, НЕ? Это операторы над битами, которые принимают одни значение битов и выдают другие. С кубитами такие операции не прокатят, потому что применение такого оператора на обычном компьютере означает считывание значения бита, его измерение и дальнейшая обработка результата. В квантовом компьютере мы должны как можно дольше издеваться над кубитом, не выясняя его значение.

Вот почему в квантовой логике используются другие операторы. Чаще всего их называют логическими вентилями или гейтами. Так типа круче, сразу видно, что не олдскул какой-то, а квантовый программист. Будем тоже использовать эти словечки, что мы хуже что ли?

Все гейты мы описывать не будем. Расскажем про самые известные.

Например, гейт "квантовый NOT". По смыслу он похож на обычный оператор "НЕ". Этот гейт меняет местами вероятности в кубите. Вот, например, был у нас кубит, у которого вероятность сколлапсировать в ноль составляет 20%, а в единицу – 80%. Применяем гейт NOT и теперь у нас получается, что вероятность нуля – 80%, а единицы – 20%. Инвертировали кубит, так сказать.

Занятно, как минимум!

Другой гейт назван в честь одного математика с фамилией Адамар. В общем и целом, гейт Адамара переводит вероятности кубита в равные значения. Тонировка нашего авто, которая делит суперпозицию падающего на него фотона на две траектории с одинаковой вероятностью, в принципе, и есть гейт Адамара. Но в математике он записывается сложно и непонятно. Поэтому запомним его таким.

Далее, конечно, все сложнее и сложнее. Квантовые вычисления были бы скучными, если бы выполнялись на одном кубите. Но если взять пару кубитов (или даже побольше), вот тут-то и начнется жара! При выполнении логических операций над несколькими кубитами происходит не просто какое-то там перемешивание вероятностей, а кубиты еще и запутываются (см. наши предыдущие лекции по квантмеху).

Вот, к примеру, квантовый гейт, который называют "контролируемое отрицание" или CNOT. Для его работы нужно уже как минимум два кубита. Гейт инвертирует второй кубит, если первый кубит равен единице. При этом мы уже получаем не изолированные кубиты, а систему запутанных кубитов, когда изменение в одном влияет на другие.

Контролируемое отрицание может быть представлено в еще более сложных версиях (CCNOT, CSWAP) когда в операции участвует больше кубитов, как обычных, так и контролирующих. На таких гейтах можно создавать серьезные вычислительные устройства, а не только баловаться!

Так как же всё это использовать на благо человечества?

Из кубитов и операций над ними собираются вычислительные алгоритмы, которые должны иметь преимущество перед обычными компьютерами. Обращаем внимание, что не все вычисления будут работать быстрее, а лишь некоторые, вроде поиска делителя числа, когда требуется выяснить простое у нас число или составное. Квантовый компьютер найдет решение значительно быстрее, чем классический компьютер. В системе запутанных кубитов вычисление происходит не по одному числу, а сразу по всем (суперпозиция же: представьте себе три бита, в которых одновременно закодированы все числа от нуля до восьми). И с помощью вышеупомянутых гейтов квантовый программист может выделить правильный ответ. Так сказать, пометить. Поставить знак минус в наборе амплитуд вероятности, который никак не влияет на вероятность (она же, помните, квадрат амплитуды). Физически этот минус ничего не значит, а вот для алгоритма это важно. Опять же через все эти логические вентили мы вытаскиваем нужное помеченное значение и остается его только прочитать.

Наш любимый пытливый читатель спросит, но ведь у нас там одни вероятности, даже если мы получаем правильный ответ, то ведь нет никакой гарантии, что при считывании результата мы получим нужное значение? Программисты оригинально решают проблему с помощью усилителя вероятностей. Это еще один заумный блок операторов квантового алгоритма, который занимается тем, что повышает вероятности нужного нам значения. Поэтому квантовый компьютер считает не один раз, а несколько, с каждым разом увеличивая вероятность правильного считывания результата. Так как существует хоть и небольшая, но ненулевая вероятность неправильного ответа, то результат дополнительно проверяется обычным компьютером.

В итоге даже при условии, что квантовый компьютер решает задачу несколько раз ради высоковероятной точности ответа, всё равно результат мы получаем намного быстрее, чем при использовании классического компьютера.

Отметим, что квантовый алгоритм не один, их существует несколько для разных задач. Самые известные это алгоритм Гровера (для задач перебора), алгоритм Шора (для разложения числа на множители), алгоритм Дойча (определение типа функции) и так далее. Да, они сложные, трудно описываемые человеческим языком, с непривычной логикой и непонятными символами. И все-таки вы можете найти в интернете сервисы, позволяющие почувствовать себя квантовыми программистами. На сайте того же IBM есть возможность поиграться с квантовыми гейтами на пяти кубитах. Конечно, квантовые крестики нолики вы не создадите, но въехавшему в тему сложить два числа будет вполне под силу.

Остался вопрос, и где эти компьютеры? Ответ зависит от того, что на сегодняшний день считать квантовыми компьютерами. В лабораториях ученых и в мрачных подземельях IT-гигантов что-то получается, они запускают систему кубитов, проводят над ними операции и получают правильные результаты. Но на эти исследования тотчас же обрушивается тонна критики и скептицизма, мол, вы вот тут запутали десяток кубитов в условиях близких к сферическому коню в вакууме. Но повторить это в домашних условиях нет никакой возможности и скорее всего такой возможности не представится. Ну, разве что кто-нибудь додумается до революционной технологии изоляции кубита или, что еще вероятнее, прилетят инопланетяне и поделятся идейками.

Так что, несмотря на громкие заявления в СМИ бытовых квантовых компьютеров у нас до сих пор нет. В лабораториях же проводятся сверхдорогие эксперименты, в которых на квантах решают задачи, которые можно быстрее посчитать даже не на калькуляторе, а на бухгалтерских счетах. Есть еще пресловутые компьютеры от D-Wave, про которые вы даже могли слышать, но спешим вас разочаровать: это не совсем квантовые компьютеры, в них применяется квантовый отжиг – веселенькое такое понятие, означающее поиск оптимальных значений функции с помощью квантовых эффектов. То есть компьютеры D-Wave созданы только для одной задачи и работают по отличному от описанного выше принципу. Однако те же спецы из Google подтверждают, что алгоритмы D-wave превосходят классические алгоритмы задачи оптимизации, а значит оно работает и это прекрасно.

Ждать ли нам квантовые компьютеры в ближайшем будущем? Будет ли у нас с помощью кубитов собираться за наносекунду отчет и пасьянс? Правда ли что искусственному интеллекту нужны квантовые алгоритмы? Лично наше мнение: вряд ли. И препятствует этому не только технологический затык, но и скромная область применения алгоритмов – разработчикам открыто непаханое поле заумной математики, где рулят комплексные числа и многомерные пространства. Программист будущего вряд ли отделается знанием бинарной математики, а значит, нам, гуманитариям, придется подтягивать матчасть и таки браться за учебник элементарной высшей математики, чтобы хоть немного понимать, что у них там происходит.

Конец.

Ни разу не реклама. Все наши лекции собраны в совершенно бесплатной (пока что, хе-хе) книге без смс и регистрации. Поглядеть можно на автор.тудей

С уважением и респектами, коллектив Квантуз!

Дамы и господа, среди моих подписчиков наверняка есть те, кому когда-то давно понравилась серия статей про науку для гуманитариев и офисных работников от коллектива "Квантуз". Там немного про теорию относительности, гравитацию, атомы, кварки, квантмех и всё такое непонятное, рассказанное человеческим языком с тупым постмодернистским юмором.

Так вот, читая посты некоторых пикабушников, например, посты интересно пишущего дядьки @vad.nes, я стал присматриваться к  современным сервисам для писателей и графоманов.

Короче, я решил потестить парочку и ради спортивно-научного интереса начал публиковать на этих ресурсах мои лекции. Получается вот такая книга

Для тех, кто помнит мои лекции, докладываю, что они местами серьезно переработаны, вычитаны, исправлены, дополнены, кое-где упрощены в ущерб истине, конечно же. Появились дополнительные главы и приложения. В планах - срывающая простыни лекция про двущелевой эксперимент :))

А самое главное - мне пришлось рисовать собственные иллюстрации, так как копипаста из гуглокартинок для книги это не очень хорошо и законно.

Вот пример иллюстрации из книги:

Пока книга наполняется и редактируется. Ныне доступ к ней бесплатный, но хочется попробовать, как работает подписка и коммерческая часть ресурса.

В связи с чем для других моих подписчиков, связанных с Лигой Писателей, я через некоторое время отчитаюсь о плюсах и минусах сервисов. Расскажу, как это было, и стоит ли "великим писателям" снисходить до этих ресурсов.

Поэтому графоманы всех стран объединяйтесь заинтересованных писателей приглашаю следить за проектом, а заинтересованных читателей критиковать проект. То ли еще будет.

Вот какие книги можно найти, например, у тёщи на дальних полках.

Очень классный том 1975-го года издания, последовательно рассказывающий читателям о физике окружающего мира, начиная с определения базовых понятий и основ механики и заканчивая квантмехом и космологией.

Несмотря на энциклопедическое изложение читается легко, где-то приводятся формулы. А в конце каждой главы еще и список задач для закрепления материала.

Жемчужина нашей библиотеки, считаю. Если что там интересное вычитаю, обязательно расскажу.

В детстве (а это позднесовествкий период) журнал "Наука и жизнь" был настолько серьезен и крут, что я, будучи, школьником, бережно хранил несколько неизвестно откуда доставшиеся мне номера (вместе с "Юным техником" и "Вокруг света"), иногда листая и мечтая, что вот вырасту и пойму, о чем тут написано до последнего слова, до последней формулы.

С тех пор прошло очень много лет. Другое образование, другие интересы.

И вот давеча ехал я в РЖД, и от скуки залез в их унылый медиа-центр. В разделе "Пресса" я нашел два номера "Науки и жизнь" за август и за сентябрь. И начал листать, понадеявшись на интересное чтение.

Но увы и ах: "Наука и жизнь" уже, как говорится, не торт. В августовском номере меня заинтересовали всего две статьи: про осьминогов и глава из длинного цикла статей по истории квантовой физики. И то - в статье про осьминогов было много то ли воды, то ли отвлеченных рассуждений не по заявленной теме.

Остальные заметки номера были почему-то про полевые цветы (все-таки оно уместнее в какой-нибудь "Крестьяночке"), про выставку в Русском Музее (для этого я почитаю какой-нибудь вестник бомонда), неинтересные новости, какая-то не слишком захватывающая многобуквенная повесть (с сокращениями), неуместные рассказы о путешествиях по городам России,  заметка про НЛО по форме и содержанию подходящая для Пикабу  и прочие наполненные водой статьи.

Ладно, думаю, может, номер неудачный - не попал в мои интересы. Открыл свежий. сентябрьский номер. Если глава-продолжение про квантмех мне зашла (сольвеевские конференции), то далее шла статья от российского ученого про то, как нужно бороться с раком. Из этой статьи я много узнал про детство и юность ученого, про то, что коммунизм это хорошо и почему это хорошо, узнал про банальные вещи о таргетированной терапии. А в последнем абзаце автор удосужился раскрыть тему статьи. Я даже слегка... гм.. удивился от такой халтуры.

Далее шли опять не привлекающие внимания заметки.

Но больше всего добила одностраничная вставка на тему, почему БАДы всё-таки, не смотря на критику со стороны ученых и медиков, полезны. С ненавязчивой рекламой производителя. И это дерьмо - в научном журнале.

После этого я закрыл журнал и начал рефлексировать :))

Есть кому что сказать в защиту журнала?