# Квантовое превосходство: Митио Каку о том, как вычислительная революция изменит мир

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=IfvoBlDUrPU
Канал: StarTalk
Опубликовано: 18.05.2023

---

В новом выпуске программы StarTalk астрофизик Нил Деграсс Тайсон и его бессменный соведущий Чак Найс обсуждают с известным физиком-теоретиком Митио Каку перспективы квантовых вычислений. В центре дискуссии — новая книга Каку «Квантовое превосходство» (Quantum Supremacy, 2023) и то, как переход от вычислений на транзисторах к операциям на уровне отдельных атомов навсегда изменит медицину, энергетику и наше понимание Вселенной.

## 🌀 Три стадии эволюции вычислительной техники
[[JUMP:01:34]]

По словам Митио Каку, человечество в своем технологическом развитии проходит через три фундаментальные стадии вычислений [01:47]:

*   **Аналоговые компьютеры:** Расчеты проводились с помощью физических объектов — палочек, рычагов, шестеренок. К этой категории относятся абаки, логарифмические линейки и механические вычислители [02:00].
*   **Цифровые компьютеры:** Появление электричества и транзисторов позволило перевести всё в бинарную систему нулей и единиц. Это база современной компьютерной революции [02:12].
*   **Квантовые компьютеры:** Это третья стадия, где вычисления происходят на уровне атомов. Митио Каку называет это «ультимативным компьютером», так как прыгнуть выше атомного уровня невозможно [02:26].

Митио Каку отмечает, что существующие сегодня прототипы уже в миллионы раз превосходят мощнейшие цифровые суперкомпьютеры при решении специфических задач [02:40]. Сейчас идет глобальная гонка между Китаем и такими гигантами, как IBM, Google, Microsoft и Honeywell. Тот, кто первым создаст универсальный коммерческий квантовый компьютер, по мнению физика, получит контроль над мировой экономикой [16:32].

## ⚛️ Принцип работы: кубиты против битов
[[JUMP:05:43]]

Ключевое различие между классическим и квантовым компьютером заключается в способе хранения информации. В обычном компьютере бит — это транзистор, который может быть либо включен (1), либо выключен (0).

Митио Каку объясняет разницу на примере вращающегося волчка (электрона) [05:59]:

1.  Электрон может вращаться «вверх» или «вниз», что соответствует 0 и 1 в цифровом мире.
2.  Квантовый бит (кубит) позволяет электрону вращаться во всех направлениях одновременно [06:11].
3.  По утверждению Каку, электроны в квантовом компьютере фактически проводят вычисления в «параллельных вселенных», находясь в нескольких состояниях в один и тот же момент времени [06:24].

По мнению физика, именно так «вычисляет» сама природа. Ферменты, вирусы, процессы в клетках рака или при болезни Альцгеймера работают на квантовом уровне, который цифровые компьютеры не в состоянии адекватно смоделировать [07:02]. Цифровые системы лишь приближенно описывают атом водорода, но более сложные молекулы остаются для них недосягаемыми из-за экспоненциального роста сложности [17:43].

## ☀️ Предотвращение планетарного блэкаута
[[JUMP:09:54]]

Одним из важнейших применений квантовых компьютеров в астрофизике станет моделирование солнечной активности. Митио Каку напоминает о «событии Кэррингтона» 1859 года, когда мощнейший корональный выброс массы на Солнце вывел из строя телеграфные линии по всей Северной Америке [10:32].

Последствия аналогичного события в наши дни, по оценкам экспертов, будут катастрофическими:

*   **Ущерб:** Уничтожение спутников, энергосетей и систем связи нанесет урон в размере как минимум 2 триллионов долларов [10:45].
*   **Планетарный блэкаут:** Весь мир может одновременно остаться без электричества, связи, холодильных установок и скорой помощи [11:14].
*   **Прошлые инциденты:** Исследования ледяных кернов и годовых колец деревьев показывают, что подобные вспышки происходили также в 700 и 800 годах нашей эры [13:49].

Митио Каку считает, что только квантовые компьютеры смогут точно рассчитать поведение солнечной плазмы и магнитных полей, чтобы предсказать следующий катастрофический выброс и дать человечеству время подготовиться [14:42].

## 🧠 Цифровое бессмертие и картирование мозга
[[JUMP:19:28]]

На вопрос слушателя о возможности «переселения» сознания в компьютер, Митио Каку отвечает, что препятствие заключается не в вычислительной мощности, а в сложности биологического сканирования.

*   **Текущий прогресс:** Ученые уже полностью нанесли на карту нейронную сеть мозга комара, которая насчитывает 100 000 нейронов [20:46].
*   **Человеческий мозг:** Содержит около 100 миллиардов нейронов, каждый из которых имеет до 10 000 связей [21:52].
*   **Прогноз:** По мнению Каку, потребуется еще несколько десятилетий, чтобы полностью картировать человеческий коннектом [23:13].

Гость полагает, что сознание не является какой-то отдельной субстанцией («вещью в себе»), а возникает как побочный продукт (эмерджентное свойство) огромного количества нейронных связей [24:43]. Как только карта мозга будет создана, квантовый компьютер без труда сможет её поддерживать и, потенциально, позволит «транспортировать» личность со скоростью света [20:07].

## 🎻 Теория струн и «музыка» Вселенной
[[JUMP:25:09]]

Митио Каку признается, что его основная работа — теория струн, и он использует квантовые вычисления для решения её уравнений. Он описывает теорию струн как «теорию всего», способную объяснить Большой взрыв и устройство черных дыр [09:26].

Основные тезисы Каку о строении материи:

*   Все элементарные частицы — это резонансы вибрирующей струны в 11-мерном гиперпространстве [27:14].
*   Наша Вселенная — это «самая низкая октава» вибрации этой струны [42:40].
*   **Темная материя:** По мнению физика, темная материя — это просто следующая, более высокая октава вибрации струны [43:06].
*   Струны вибрируют постоянно из-за принципа неопределенности Гейзенберга — состояние абсолютного покоя в квантовом мире невозможно [43:57].

## 🚀 Квантовая запутанность и превышение скорости света
[[JUMP:28:52]]

Дискуссия коснулась парадокса Эйнштейна — Подольского — Розена (ЭПР). Эйнштейн считал, что квантовая механика ошибочна, так как она допускает мгновенное взаимодействие между частицами, что кажется быстрее скорости света [31:42].

Митио Каку уточняет позицию современной физики:

1.  **Запутанность реальна:** Если два электрона были связаны, то при измерении спина одного (например, «вверх»), спин другого на другом конце галактики мгновенно станет «вниз» [33:17].
2.  **Проблема информации:** Эйнштейн формально оказался неправ (взаимодействие мгновенно), но он «смеется последним», так как таким способом невозможно передать осмысленную информацию или код Морзе [32:09].
3.  **Аналогия с носками:** Если вы надели красный носок на одну ногу, вы мгновенно узнаете, что носок в коробке на другом конце света — зеленый. Но никакой сигнал при этом не передавался, это лишь мгновенное получение знания о состоянии системы [34:22].

## ☢️ Что будет после квантовых компьютеров?
[[JUMP:44:23]]

В завершение беседы Митио Каку заглядывает еще дальше в будущее. По его мнению, следующим этапом станут **ядерные компьютеры** [44:39].

Если квантовые компьютеры работают с электронными оболочками атомов, то ядерные будут использовать вычислительный потенциал атомного ядра. Энергетический масштаб таких вычислений в миллионы раз превосходит электронный [45:33]. Примером такого «вычислителя» является Солнце, работающее на энергии ядерного синтеза [45:47]. Однако Каку предостерегает: работа с критической массой в рамках компьютера — задача крайне опасная и требует принципиально иных подходов к безопасности [45:05].