# Леонард Сасскинд о квантовых компьютерах, теории струн и работе в Google X Источник: https://www.youtube.com/watch?v=s78hvV3QLUE Канал: Lex Fridman Опубликовано: 26.09.2019 --- Леонард Сасскинд начал профессионально заниматься физикой в возрасте почти 20 лет, не зная о существовании этой дисциплины в юности [9:07]. Он утверждает: современная наука требует от исследователя полной перенастройки мозга для интуитивного понимания квантовых явлений [3:18]. ## 🧠 Визуализация и наследие Ричарда Фейнмана [[JUMP:01:04]] Ричард Фейнман научил Леонарда Сасскинда доверять интуиции и визуальным образам больше, чем сложным математическим формулам [1:16]. Сасскинд описывает стиль Фейнмана как способность закрыть глаза и представить физическое явление, обходя формальные технические аргументы [1:31]. По словам гостя, Фейнман не изменил его мышление, но подтвердил право на существование интуитивного подхода в науке [1:56]. Леонард Сасскинд признаётся, что он не является природным математиком и сначала пытается визуализировать феномен [2:39]. Он использует уравнения только после того, как получает внутреннее озарение о сути процесса [2:52]. Современная физика, включая квантовую механику и теорию относительности, глубоко контринтуитивна для человеческого мозга [3:46]. Мы эволюционировали, чтобы понимать движение камней и всплески воды, но не поведение электронов [4:16]. Леонард Сасскинд считает, что учёные «перепрошивают» свои нейронные связи, чтобы чувствовать квантовый мир так же естественно, как классический [4:01]. ## 💻 Квантовые компьютеры и границы вычислений [[JUMP:12:15]] Квантовый компьютер — это не просто имитация уравнений, а физическая система, реально выполняющая квантовые операции [13:08]. Классические компьютеры ограничены при попытке моделировать квантовые состояния из-за огромного объёма данных [14:05]. Для хранения информации о состоянии всего **400 кубитов** потребовалось бы больше ресурсов, чем может вместить вся наблюдаемая Вселенная [14:32]. Квантовый компьютер из тех же 400 кубитов способен выполнять такие вычисления естественным образом [14:49]. Леонард Сасскинд выделяет две области применения этой технологии: * Решение специфических математических задач, таких как факторизация больших чисел [17:17]. * Моделирование фундаментальных квантовых систем: химических соединений, новых материалов и чёрных дыр [18:17]. Гость полагает, что главная ценность квантовых машин заключается именно в изучении фундаментальных законов природы в контролируемых условиях [18:29]. ## 🤖 Физика машинного обучения в Google X [[JUMP:26:40]] Леонард Сасскинд занимает должность старшего академического консультанта в группе физиков, занимающихся машинным обучением в Google X [27:35]. По его словам, в индустрии существует реальная проблема понимания того, почему нейронные сети работают настолько эффективно [28:01]. В процессе обсуждения выделяются три подхода к ИИ: * Инженерный: специалисты создают работающие системы, не углубляясь в причины их успеха [28:13]. * Математический: поиск структурного сходства между тензорными сетями в физике и сетями ИИ [29:07]. * Физический: применение методов теоретической физики для анализа процессов обобщения в нейросетях [29:33]. Леонард Сасскинд отмечает, что современные системы, такие как программы Google для игры в шахматы, эволюционируют самостоятельно [55:09]. Они обучаются в процессе игры друг с другом, вырабатывая интеллект без прямого участия инженеров в формировании стратегии [55:25]. ## 🌌 Струны, гравитация и чёрные дыры [[JUMP:30:52]] Теория струн возникла в конце 1960-х годов как попытка понять адроны — субядерные частицы, способные вибрировать и вращаться [32:14]. Позже она трансформировалась в теорию гравитации, работающую на дистанциях, которые на 19 порядков меньше размера протона [32:59]. Главным достижением теории струн Леонард Сасскинд считает доказательство математической совместимости гравитации и квантовой механики [34:18]. Стивен Хокинг ранее ставил эту совместимость под сомнение, но современные модели подтвердили возможность их сосуществования [33:51]. Основные тезисы о чёрных дырах: 1. Физика больших квантовых компьютеров математически схожа с физикой чёрных дыр [19:20]. 2. Чёрные дыры функционируют как системы с огромным количеством степеней свободы [19:07]. 3. Изображение чёрной дыры, полученное телескопом Event Horizon, подтвердило предсказания общей теории относительности [53:36]. Леонард Сасскинд называет работу коллег из проекта LIGO и Event Horizon триумфом «продвинутых лемуров», имея в виду человечество [54:04]. ## ⏳ Стрела времени и термодинамика [[JUMP:39:30]] В фундаментальных уравнениях физики время полностью симметрично: процессы могут идти как вперёд, так и назад [40:10]. Понятие «стрелы времени» возникает только на термодинамическом уровне, когда в игру вступает энтропия и большое количество частиц [40:39]. Леонард Сасскинд утверждает, что теоретически любую систему можно заставить двигаться вспять во времени [42:38]. Это не путешествие во времени в стиле научной фантастики, а инженерная задача по развороту траекторий всех частиц системы [44:52]. Сложность такого разворота растёт экспоненциально: * Для одного или двух бильярдных шаров задача решаема [46:09]. * Для десяти шаров требуется невероятная точность, чтобы крошечные ошибки не разрушили процесс [46:22]. * Для миллиона частиц или разбитого яйца задача становится практически невыполнимой из-за хаоса [43:57]. ## 🏛️ Пространство-время как симуляция [[JUMP:47:20]] Учёные умеют математически описывать пространство Анти-де Ситтера (AdS), которое напоминает систему в изолированном ящике с зеркальными стенками [49:07]. Такую вселенную можно симулировать на достаточно мощном квантовом компьютере [47:49]. Однако мы живём в пространстве де Ситтера (dS), которое экспоненциально расширяется под воздействием тёмной энергии [49:31]. По словам Леонарда Сасскинда, современная наука пока не обладает математическим аппаратом для полного понимания квантовой механики нашей расширяющейся Вселенной [48:13]. Гость придерживается теории вечной инфляции, согласно которой Вселенная может быть бесконечной в обоих направлениях времени [50:42]. На вопрос о существовании высшего разума или агента, стоящего за законами физики, он отвечает, что считает этот вопрос реальным, но принципиально неразрешимым научными методами [56:58].