ТЕРМИНОЛОГИЯ. Квантовое вычисление -- вычисление, которое требует

Квантовое вычисление -- вычисление, которое требует

квантово-механических процессов, особенно интерференции. Другими словами,

вычисление, которое осуществляют в сотрудничестве с параллельными

вселенными.

Экспоненциальное вычисление -- вычисление, требования к ресурсам

которого (например, необходимому времени) увеличиваются примерно с

постоянным множителем при увеличении вводимого числа на каждый последующий

разряд.

Легко/труднообрабатываемый (Правило быстрых приближенных расчетов) --

вычислительная задача считается легкообрабатываемой, если ресурсы,

необходимые для ее выполнения, не увеличиваются экспоненциально с ростом

количества разрядов вводимого числа.

Хаос -- неустойчивость движения большинства классических систем.

Небольшая разница между двумя начальными состояниями порождает

экспоненциально растущие отклонения двух результирующих траекторий. Однако

реальность подчиняется не классической, а квантовой физике.

Непредсказуемость, вызванная хаосом, в общем случае перекрывается квантовой

неопределенностью, вызванной тем, что идентичные вселенные становятся

различными.

Универсальный квантовый компьютер -- компьютер, способный выполнить

любое вычисление, которое способен выполнить любой другой квантовый

компьютер, и передать любую конечную физически возможную среду в виртуальной

реальности.

Квантовая криптография -- любая форма криптографии, которую можно

реализовать на квантовых компьютерах, но невозможно на классических.

Специализированный квантовый компьютер -- квантовый компьютер,

например, квантовое криптографическое устройство или квантовое устройство

разложения на множители, который не является универсальным квантовым

компьютером.

Декогерентность -- когда различные отрасли квантового вычисления в

различных вселенных по-разному воздействуют на окружающую среду,

интерференция уменьшается, а вычисление может не получиться. Декогерентность

-- это главное препятствие практической реализации более мощных квантовых

компьютеров.

РЕЗЮМЕ

Законы физики допускают существование компьютеров, способных передать

любую физически возможную среду, не используя непрактично больших ресурсов.

Таким образом, универсальное вычисление не просто возможно, как этого

требовал принцип Тьюринга, оно также является легкообрабатываемым. Квантовые

явления могут включать огромное множество параллельных вселенных, а потому,

могут не поддаться эффективному моделированию в пределах одной вселенной.

Тем не менее, эта жизнестойкая форма универсальности по-прежнему остается в

силе, потому что квантовые компьютеры могут эффективно передать любую

физически возможную квантовую среду, даже при взаимодействии огромного

множества вселенных. Квантовые компьютеры также могут эффективно решать

определенные математические задачи, например, разложение на множители,

которые с классических позиций являются труднообрабатываемыми, а также

осуществлять классически невозможные разновидности криптографии. Квантовое

вычисление -- это качественно новый способ использования природы.

Следующая глава, вероятно, приведет в ярость многих математиков. С этим

ничего не поделаешь. Математика -- это не то, чем они ее считают.

(Читатели, не знакомые с традиционными допущениями относительно

определенности математического знания, могут посчитать главный вывод этой

главы таковым, что наше знание математической истины зависит от нашего

знания физического мира, и не более надежно, чем это знание является

очевидным. Возможно, эти читатели предпочтут только просмотреть эту главу и

сразу же перейти к обсуждению времени в главе 11).