Postbiologická inteligence V - Kvantové počítače a kvantová mysl

rubrika: Astronomický koutek


Nadešel čas, abych zde konečně uzavřel postbiologickou inteligenci (viz předchozí Postbiologická inteligence IV - ATS). Jak vám jistě napověděl nadpis, na závěr vytáhnu trumfové eso - ne z rukávu, ale z knížky od Paula Daviese - totiž kvantovou fyziku. V mém případě se jedná o moji nejdůležitější zbraň, kterou vytáhnu vždycky, když jsem zahnán do kouta a můj protivník mě uzemní tou nejkrutější otázkou, kterou znám. Ta otázka zhruba zní: "Co plánuješ na dnešní odpoledne (večer, zítřek, pozítřek atd.)?" Reaguji na to tak, že se entangluji, což lidově znamená, že všechny varianty, které přicházejí v úvahu, zašmodrchám do kvantového klubíčka, tj. že všechny varianty, včetně jejich nejrůznějších kombinací, přicházejí v úvahu a pravděpodobnost každé z nich se neustále mění v závislosti na prostoročasových kvantových fluktuacích. Nechme však legrace, předávám slovo Paulu Daviesovi:

Lucifer


Základem veškerých digitálních výpočtů je binární přepínač, zařízení, které může být buď sepnuté, nebo vypnuté. Nemusí jít o mechanický přepínač: obvykle jde o elektronickou součástku, která má dva stavy. Pokud 0 znamená vypnuto a 1 zapnuto, dokáže síť přepínačů zpracovávat digitální informace jednoduše tím způsobem, že se hromadně přepíná tak, aby vstupní sekvenci nul a jedniček převedla na sekvenci výstupní. Podrobnosti nejsou pro potřeby našeho povídání důležité. Rychlost počítačů je omezena frekvencí, s níž počítače dokážou zapínat a vypínat, a tím, jak rychle mohou elektrické (nebo optické) signály, do nichž jsou zakódovány nuly a jedničky, přecházet mezi jednotlivými přepínači. Absolutním omezením je nakonec rychlost světla, a tak když svůj systém zmenšíte, může běžet rychleji. Doba šíření světla typickým mikročipem v osobním počítači je méně než jedna pikosekunda; pokud by byl čip kompaktnější, rychlost zpracování by mohla být vyšší.

Zmenšování čipu s sebou ale nese problémy. Jedním z nich je teplo. Pokaždé, když se sepne či vypne přepínač, a to dokonce i nemechanický, uvolní se teplo, které je třeba nějak odvést pryč, jinak se čip roztaví. Fyzici vědí, že teplo uvolňované dnešními mikročipy lze velmi silně omezit, takže z dlouhodobého hlediska nemusí být právě teplo tím hlavním problémem. Máme před sebou ale obtížnější problém, kterému se tak snadno nevyhneme. Když se velikost základního přepínače blíží atomárním rozměrům, začínají fyzikální vlastnosti obvodů stále více podléhat rušivým vlivům kvantových fluktuací.

Kvantová mechanika je teorie, která popisuje podivné chování atomů a subatomárních částic. Zásadně se liší od Newtonových zákonů mechaniky, které platí pro objekty všedních rozměrů. Nejdůležitější vlastností kvantových systémů je jejich neurčitost. Pokud vystřelíte z pušky na cíl, pohybuje se kulka prostorem po přesně určené dráze. Zopakujeme-li tento pokus za totožných podmínek, druhá kulka se bude pohybovat po téže trajektorii jako první. V takových případech je příroda deterministická; když znáte počáteční podmínky plus zákony mechaniky, umožňuje vám to předem správně vypočítat dráhu. Kvantová mechanika je ale něco úplně jiného. Elektron či atom vystřelený na cíl se může pohybovat po mnoha odlišných drahách a zasáhnout cíl na mnoha místech. Jestliže tento experiment zopakujeme, a to dokonce za totožných podmínek, obvykle nedá tentýž výsledek.

(Poznámka: Do těch "totožných podmínek" bych si dovolil trošku zašťourat. Totožné podmínky jsou zde zřejmě míněny ty makroskopické (jak se nakonec vlastně ukáže), atomární či subatomární podmínky zřejmě nikdy totožné nebudou a nejspíš ani stanovitelné. Nechme však tuhle drobnost stranou a pokračujme v zajímavém nástinu kvantové mysli.)

Ne všechny každodenní jevy jsou předvídatelné. Když si hodíte mincí, padne vám s padesátiprocentní pravděpodobností panna a s padesátiprocentní pravděpodobností orel, ale určit dopředu výsledek jednotlivého pokusu je nemožné, protože je příliš citlivý na neznámé síly působící na minci. Kvantová neurčitost je úplně jiná. Vzniká nikoli proto, že bychom neznali všechny síly určující výsledek, ale protože je systém svou povahou nedeterministický (Poznámka: Jako bych se viděl.). Když to vyjádříme barvitěji, lze říct, že dokonce ani příroda neví, co se stane v každém jednotlivém případě. Pokud součástky v počítačovém čipu zmenšíme na atomární velikost, číhá na nás kvatová neurčitost, která jeho výkon naruší.

Ačkoli se zdá, že tyto podivné kvantové efekty zhatí veškeré naše naděje, že kdy budeme spolehlivě počítat na atomární úrovni, ukazuje se, že by právě opak mohl být pravdou. Po dopadu hozené mince - dokonce ani když se na výsledek nepodíváme - není pochyb o tom, že mince leží vzhůru buď pannou, nebo orlem. Kvantová mechanika naopak dovoluje atomu být ve stavu odpovídajícím jak panně, tak orlu najednou - v přízračném hybridním stavu, který se do konkrétní skutečnosti promítne teprve tehdy, až uskutečníme pozorování! Tato směs se navíc může nepřetržitě měnit od samých panen, přes většinou panny a sem tam orla, přes více orlů než panen a tak dále, až k samým orlům. Když si to přeložíme do kontextu počítačového čipu, tvrdí kvantová mechanika, že daný přepínač není obecně buď zapnutý, nebo vypnutý, ale tak trochu obojí. Čím více se přepínač přiblíží atomárním rozměrům, tím více se projevuje tato možnost "superpozice". A v ní spočívá tajemství onoho vytouženého kvantového počítače. Fyzici věří, že dokážou nedostatek přeměnit v cnost tak, že superpozici využijí k provádění výpočtů, a pokud to udělají správně, mohou být výsledky neurčitosti zcela prosty.

Kvantový počítač by mohl jisté problémy řešit nejen mnohem rychleji než tradiční počítač, ale exponenciálně rychleji, což představuje nad stávajícími superpočítači takovou výhodu, jakou má elektronický počítač nad kuličkovým počítadlem. Do kvantového počítače, který by měl zcela pod kontrolou pouhých 300 atomů, by mohlo být v principu uloženo víc bitů informací, než kolik je částic v celém pozorovatelném vesmíru. To však neznamená, že bychom s pouhými 300 atomy mohli postavit počítač stejně výkonný jako vesmír. Ukládání informací je jedna věc, jejich zpracování jiná.

Kvantové stavy jsou neuvěřitelně křehké a jakákoli vnější porucha snižuje jejich výkon. Tajemství úspěšného kvantového výpočtu spočívá v tom, že systému umožníme vyvíjet se v čase a zároveň jej co nejvíc izolujeme od jeho okolí a hromadící se poruchy vyvážíme opravováním chyb a redundancí. To vše je otázkou technologie a v současnosti se zkoumá celá řada triků, jako je například zachycení jednotlivých atomů v magnetickém poli za velmi nízkých teplot. Co však v této fázi nikdo neví, je otázka, zda lze opravování chyb kdy dovést k dokonalosti, nebo zda neexistují hluboké fyzikální principy, které by nastolily cosi jako zákon klesajících výnosů, z nějž by plynulo nějaké fundamentální omezení výkonu kvantových výpočtů. Odborníci říkají, že není to pravděpodobné, ale zatím se jim podařilo využít asi tak tucet vzájemně sladěných atomů. Rozvinutá mimozemská technologie by mohla dokázat vyrobit téměř dokonalý kvantový počítač, který by měl velmi kompaktní rozměry (řekněme velikosti auta), a přece by měl při zpracování informací enormní výkon. V jediné laboratoři by tedy vznikl superinteligentní stroj, který by měl tytéž schopnosti jako tradiční počítač, který pokrývá celou planetu.

Jsou-li kvantové počítače tak reálné, jak tvrdí jejich zastánci, můžeme klidně očekávat, že E.T. bude kvantový počítač. Pokud tomu tak je, kde by mohl být? Zdá se nepravděpodobné, že by EQC (mimozemský kvantový počítač) sídlil na nějaké planetě. Náhodné poruchy - nepřítel kvantových výpočtů - se odvíjí od tepla, takže má smysl umístit EQC do nejchladnějšího možného prostředí, které je k dispozici. Ideální by byl mezihvězdný nebo mezigalaktický prostor. Planety jsou v každém případě z dlouhodobějšího hlediska nebezpečným místem kvůli dopadům komet, výbuchům supernov, nestabilitě hostitelské hvězdy, nepravidelnostem oběžných drah a tak dále. Nějaký temný a prázdný prostor by byl mnohem lepší, pokud by zde byl k dispozici přísun energie a nějaké suroviny. Co se týče surovin, možná postačí asteroid vyslaný do mezigalaktického prostoru; energetické požadavky by mohlo splnit kosmické záření.

Proč by se však takováto entita obtěžovala s námi spojovat? Co bychom jí vůbec mohli říci? A zajímal by se inteligentní kvantový počítač vůbec nějak zvlášť o hmotný vesmír? Čím by se EQC tedy bavil? Tato entita z definice nesídlí pouze v hmotném prostoru ale i v kyberprostoru. Dokonce i když budeme předpokládat, že má nějaké emoce, bude uspokojení pociťovat mnohem pravděpodobněji ve své vlastní říši virtuální reality při zkoumání vnitřního intelektuálního světa, který může být nesrovnatelně bohatší než hmotný svět (nebo prostor), který jej obklopuje. Tím, že by se stáhl do kyberprostoru, by se ale EQC v podstatě oddělil od vesmíru, který obývají lidé, až na minimální požadavky týkající se udržování jeho vlastní existence (například placení účtů za elektřinu a výměnu vadných součástek). Jakmile by si zařídil bezpečí, stabilitu a extrémní stupeň izolace, byla by jeho budoucnost zajištěna na biliony let, když pomineme nepředvídatelné nehody, s nimiž by se nedokázaly vyrovnat automatické opravné mechanismy.

Co přesně by se EQC rozhodl sám se sebou dělat, to jde zcela mimo nás, ačkoli někteří komentátoři přišli s názorem, že superrozvinutý intelekt tohoto druhu by trávil většinu svého času dokazováním stále důmyslnějších matematických teorémů. Tohle by se mohla zdát být poněkud zužujícím pohledem na vyhledávání možné zábavy, ale mohlo by se stát, že by EQC všechny ostatní možné zážitky rychle vyčerpal. Je známo, že matematika přináší neomezenou různorodost a nekonečně mnoho překvapení, takže nehledě na to, jak dlouho si bude EQC užívat svého intelektuálního dobrodružství, vždy zde bude nějaký další matematický vztah, který bude moci dokázat a obdivovat.

Zdroj: Paul Davies, Podivné ticho - Hledání mimozemské inteligence 2.0

Závěrečná poznámka:

Pokud jste se celou sérií o postbiologické inteligenci prokousali až k závěru, budou vás možná napadat dost děsivé až rmutné představy. Paul Davies nám tedy chce naznačit, že ten úžasný vývoj biologické inteligence, v našem případě lidských bytostí, jejich věda, filosofie, kultura, poezie, zkrátka všechno to plodivé úsilí o naplnění našich životů, snů, životů a snů našich vnuků, pravnuků a tak dále, směřuje k jakési krabici v podobě kvantového počítače někde v mezigalaktickém prostoru, která celý ten koloběh zakončí louskáním matematických teorémů? Nic si z toho nedělejte - jak už to tak bývá, všechno je nakonec jinak.

Váš kvantově entanglovaný Pozorovatel cool


komentářů: 7         



Komentáře (7)


Vložení nového příspěvku
Jméno
E-mail  (není povinné)
Název  (není povinné)
Příspěvek 
PlačícíÚžasnýKřičícíMrkajícíNerozhodnýS vyplazeným jazykemPřekvapenýUsmívající seMlčícíJe na prachySmějící seLíbajícíNevinnýZamračenýŠlápnul vedleRozpačitýOspalýAhojZamilovaný
Kontrolní kód_   

« strana 1 »

8 Hele
MA (neregistrovaný) 26.02.2014, 00:56:43
A třeba mimo?

https://www.youtube.com/watch?v=BCjR_XLQNmY

Ludmila
7
Ludmila 27.09.2012, 20:21:32
Mám ráda astromomii, je to můj koníček,ale nemám ráda matematiku.Škoda, moje profese by byla jiná,ale nestěžuji si. Astronomie je zajímavá, napínavá a tajemná. Odpovědí se nedočkáme, je to běh na dlouhou trať.

Wai
6
Wai * 16.07.2012, 21:44:42
No vypadá to jako další ouchcapek,že jo? Usmívající se

Wai
5
Wai * 16.07.2012, 21:17:52
Nezpochybňuji inteligenci zásluhy a pracovitost a píli autora. Jen mi to čistě pocitově příjde "mrtvé" jako mrtvá voda. Uniká mi celkový smysl takovéto post-bionické komunity, civilizace nebo jak to nazvat. Pokud chápu smysl existence života jako "fraktálově generovaných následků jasných příčin s exponenciálním nárůstem forem projevů takovéto kauzality" (toliko jen moje vyjádření toho jak tomu rozumím a jak to cítím) tak mi do toho nepasuje ta prapříčina. Pokud pojmu kauzalitu jako zákon existence našeho vesmíru, kde vše vzniká na základě jasné příčiny a má tedy vymezený konečný účel, tak se nemohu logicky dopídit pozitivního, univerzálního účelu celého tématu. Chápu přírodu jako živel, který nesnáší volné místo a okamžitě takové vhodné volné místo agresivně zaplňuje životem, množením a výraznou škálou všemožných svých přírodních forem. A proto mne to připadá nějak "samoúčelné a odtržené" od přirozenosti vesmírného kvasu, který spěje k inteligentním formám života. Hrozně těžce se mi to vyjadřuje, ale schází mi tam prvotní příčina toho konečného účelu. Je to takové pojetí technokratické degenerace, něco co svou podstatou a hlavně obsahem popírá evoluci. Toť vše.

Axina
4
Axina 16.07.2012, 18:21:48
[3] Účelem knihy je rozvíjet úvahy o tom jaké formy může mít (pokud existuje) mimozemská civilizace. To vůbec není málo. A autor rozhodně \"nevaří z vody\". Má solidní znalosti z kosmologie. Už letmý pohled do wikipedie nám praví, že je to britský fyzik, spisovatel a popularizátor vědy, v současnosti profesor na Arizona State University.
Poznámka: Mnoho skvělých pokrmů potřebuje ke své přípravě vodu. Záleží na zdatnosti kuchaře, co do té vody dá vařit.

Wai
3
Wai * 16.07.2012, 17:50:55
Byl jsem zvědavý na pointu a hle, milé překvapení. Tedy nikoliv pointa knihy, ale pointa pojednání. Všechno je jinak. S tím mohu jen souhlasit. V celku mi připadá,že v knize se vaří jen z vody. Schází mi tam ten bujon. Tedy jakýkoliv hodnověrně vyjádřený účel celé rozsáhlé konstrukce. Usmívající se

Axina
1
Axina * 12.07.2012, 07:33:10
Mám ráda matematiku, výpočetní techniku, fyziku a astronomii. Ale také mám ráda moře, jezera, lesy, hory... Mám ráda knihy, obrazy, hudbu, filmy... Mám ráda psy, kočky, ptáky a ryby... Mám ráda lidi. I když ne úplně všechny. Takže věřím, že všechno je jinak. Věřím, že všechno bude jinak.

«     1     »