Чему нас учат нейросети и теория квантовых вычислений?⁠⁠

Долгое время я задавался вопросом есть ли душа у человека и если есть, то какие качества она в нас определяет. Однако я совершенно не находил ответа на вопрос "что есть вечного в человеке?". На любой предполагаемый ответ находилась болезнь, которая способна лишить человека этого качества. И когда появился ChatGPT уже казалось, что совсем ничего скоро не останется от разницы между человеком и машиной.
Сегодня же я в очередной раз пытался понять как работают квантовые вычисления. Почему это быстрее? И вот, когда я понял, хочу пояснить своими словами. Авось кто-нибудь ещё поймёт? Итак первый вопрос, который стал для меня стеной непонимания - это кубит, минимальная единица памяти в квантовом компьютере. В отличие от обычного бита он имеет не два состояния 1 и 0, а представляет собой два комплексных числа A и B таких что сумма их квадратов равна единице. В итоге всё это очень напоминает уравнение сферы радиусом 1 в трёхмерном пространстве и точкой на сфере состояние кубита и выражают. Однако почему 4 кубита имеет не 4 состояния а 2^4 состояния? Всё от того, что в этом случае суперпозиция состоит из вероятностей каждого из 16 состояний четырёх бит: 0000, 0001, 0010, 0011, 0100 ... 1111.
Однако что это даёт? Ведь любое измерение разрушает суперпозицию и считать из 4-х кубитов можно лишь 4 бита. На самом деле, квантовые вычисления гораздо более гибки, чем обычная двоичная логика, и если например в булевой логике не возможна такая операция, чтобы её двойное применение инвертировала бит, то в квантовом компьютере это возможно.
В результате квантовые вычисления работают примерно так: на вход подаётся суперпозиция некоторых состояний (например равновероятное состояние от 0 до 15 для четырех кубит), алгоритм делает вычисление и на выходе мы получаем суперпозицию где правильный ответ наиболее вероятен. Повторяя итерации возможно приблизить вероятность к единице достаточно сильно. И тогда, считав состояние кубита, получается ответ. И хотя может оставаться 0,00..01% вероятности, что ответ неверен, для многих целей (в том числе криптографических) такое вполне годится. Что касается быстроты, то стоит привести пример. Например квантовый алгоритм Гровера решает задачу поиска единственно возможного решения уравнения методом перебора за корень из N вычислений, тогда как на классическом компьютере понадобится все N вычислений. Для малых N это может быть и не существенно, зато для таких чисел как миллион скорость увеличивается в 1000 раз.
Что же из всего этого вытекает? Если подать на вход квантовой машине не суперпозицию состояний, а какое-то определённое состояние, то правильного ответа не получить. Получается незнание реального входа порождает правильное решение и оно само по себе ценно.
А что же современный ИИ? Он действительно не умеет признать что чего-то не знает. Т.е. именно это отличает сейчас нас от ИИ. Я даже осмелюсь выдвинуть гипотезу, что это отличие сохранится и в будущем, потому что невозможно обучить нейросеть всему незнанию, которое как говорил Сократ безгранично.
И быть может наша душа - это чаша незнания, которой у ИИ нет.