300큐비트 컴퓨터는 인류 문명이 시작된 이래로 존재한 모든 것을 수용할 수 있고, 양자 분야에는 현재 인간의 인지 범위를 넘어서는 것들이 많다는 것이 아닌가. 엄청난? 그래서 아인슈타인의 말은 이것이 정말 굉장하다고 말한 것입니다! 이 양자 컴퓨터가 왜 그렇게 굉장한지 이야기해 봅시다. 그것은 바로 양자의 두 가지 특성 때문입니다. 하나는 양자 중첩이고 다른 하나는 양자 얽힘입니다. , 이 두 단어는 언뜻 보면 꽤 재미있어 보이지만, 이 두 단어를 언급하면 세상의 모든 과학자들이 혼란스러워합니다! 그러니 오늘 이 문제에 관해 제가 당신과 이야기하는 것을 들어보세요!
먼저 양자란 무엇인가? 실제로 원자나 전자와 같이 너무 작아서 더 이상 나눌 수 없는 물리량 중 가장 작은 단위를 양자라고 합니다. 그렇다면 중첩 상태란 무엇일까요? 중첩 상태에 관해 말하면, 인간의 이해를 뒤집은 유명한 실험을 언급해야 할까요? 이중 슬릿 간섭이요?
이 과학자는 과거에도 이 빛이 파동인지 입자인지에 대해 논쟁을 벌여왔으며, 모두가 각자의 의견을 가지고 있어 이를 검증하기 위해 결국 이 실험을 사용하기로 결정했습니다. 보드 위에 있고 그 뒤에 벽이 있습니다. 파도라면 모두가 학교에서 배웠을 것입니다. 파도가 배플의 두 개의 이음새를 통과하면 그 뒤에 두 개의 파도가 형성됩니다. 즉, 파동의 봉우리가 서로 겹쳐져 밝은 선을 형성하고, 파동의 골이 다른 파동과 겹쳐져 어두워집니다. 더 어둡고 아무것도 없습니다. 결과는 하나의 빛과 하나의 어둠, 하나의 빛과 하나의 어둠, 얼룩말 교차점을 형성하지만 입자라면 다릅니다. 산탄총이라면 오른쪽 실의 틈새를 통과할 때 선이어야 하고, 왼쪽에 꿰매어진 것은 또 다른 실, 즉 두 개의 실이어야 합니다.
이번 실험은 산탄총을 광자총으로 대체하는 것으로, 빛의 가장 작은 단위인 광자의 형태를 뿜어내는 것이 일반적으로 뒤쪽을 쳤을 때 실제로는 페인트볼과 같다. .총과 마찬가지로 줄이 두 개 있어야 합니다. 그런데 이런 이상한 일이 일어나기 시작했습니다. 당신이 폭발을 마친 뒤에도 당신을 위해 얼룩말 교차점이 생겼습니다. 과학자는 사건 이후에도 계속 설명하고 있었습니다. 광자가 부딪힌 뒤 앞뒤로 뛰어다닌 게 틀림없어요. , 얼룩말 횡단의 벽에서 튀어 나옵니다. 이번에는 한발씩 터지게 설정해서 손댈 필요도 없고, 총을 누르기가 더 편해졌습니다.
그래서 한 명씩 촬영하게 될 줄은 전혀 예상하지 못했다. 촬영을 마친 후에도 여전히 얼룩말 횡단이 있었고, 모두의 시선은 꼿꼿했다. 나는 더 이상 이 악을 믿지 않습니다. 이 배플 앞에는 전자 눈 감지 렌즈가 있습니다. .그는 광자가 그 틈을 하나씩 통과하는 것을 지켜보았다. 그의 뒤에 있는 벽에는 두 개의 선이 있었다.
그래서 과학자가 '지금 실험에 뭔가 문제가 있는 것 같다'고 하더군요. 말이 끝나기도 전에 또 얼룩말 교차 현상이 일어났어요. 과학자들은 말할 것도 없고, 양당 장교들의 실험에 대해 처음 들었을 때 나는 쓰러졌습니다. 이건 학교갈 때 휴대폰을 모으는 것과 다르지 않나요? 선생님이 나를 관찰하실 때 나는 여기서 공부하고, 선생님이 나를 관찰하지 않을 때는 여기서 놀고 있습니다. 나는 얼마나 똑똑하고, 어떤 미덕과 능력이 입자입니까! 세상에 나보다 똑똑한 인생은 없어요. 지금까지 우리는 이것이 파동이자 입자인 양자 중첩 상태라고만 이해할 수 있습니다. 그 회전 방향은 이쪽과 저쪽이며, 위치는 여기 저기입니다. 관찰하지 않으면 이 상태는 안개처럼 혼란스럽게 뭉쳐져 있지만, 우리가 관찰하는 순간 다른 상태는 순식간에 붕괴되어 현재 관찰 중인 상태로 붕괴됩니다.
이 양자의 얽힌 상태에 대해 이야기 해 보겠습니다. 두 양자가 상호 작용하면 상관 관계가 발생합니다. 그런 다음 상관 관계가 있는 두 양자 중 하나를 가져와 로켓으로 보내면 됩니다. 아무리 멀리 보내도 명왕성까지 돌아보고 관찰하면 이때 관찰하는 양자가 붕괴되고 변하게 되겠죠? 예를 들어 전자이고 스핀 방향이 왼쪽인 것을 보면 전자도 붕괴되고 동시에 변화하며 붕괴하여 오른쪽으로 회전하며 왼쪽으로의 스핀을 반영합니다. 이 변화와 반향은 동시에 일어납니다. 빛의 속도보다 빠릅니다.
그래서 이것을 양자얽힘이라고 하는데, 양자컴퓨터가 이렇게 대단한 이유는 바로 이 두 가지 특성 때문입니다.
그런데 요즘 이런 컴퓨터들은 트랜지스터의 연산에 의존하기 때문에 컴퓨터의 논리적 연산과 언어는 1과 0밖에 되지 않습니다. 방금 말씀드린 것처럼 이 병음 문자 1을 사용할 수 있습니다. 문자열로 표시되지만 컴퓨터는 이를 철자하기 위해 1과 0의 긴 문자열을 사용해야 합니다. 계산 및 표현 방법이 복잡할수록 0과 1이 더 많이 필요하고 더 많은 트랜지스터가 필요합니다. 현재 컴퓨터 칩에는 수십억 개의 트랜지스터가 있을 수 있지만 큐비트는 0과 1인 중첩 상태를 갖습니다. 데이터는 다음과 같습니다. 알고 계십니까? 2의 300제곱에 해당하는 숫자는 얼마나 큰가요? 온라인으로 확인하거나 계산기를 사용할 수 있지만 이 숫자는 너무 커서 이해하기 어렵기 때문에 이 숫자를 볼 때 발음할 수 없을 것이라고 장담합니다. 하지만 설명하는 데 도움을 드릴 수 있습니다. 예를 들어, A4 용지의 두께는 0.1mm입니다. 100번 반으로 접을 수 있다면 두께는 0.1×2의 100mm가 됩니다.
상상해보세요! 이 키는 얼마나 높나요? 그런데 아무리 높다고 해도 틀려서 죄송합니다. A4 용지로 해보세요! 여러 번 접었는데 더 이상 접을 수 없게 된다면 10번 접으면 10센치 정도 되는데, 24번 접으면 얼마나 될까요? 105미터, 30층, 40층이면 얼마나 높은데 30배까지 올라가나요? 7100km, 오존층이 말라 버렸습니다. 50 번 가면 다롄에서 징싱까지 왕복하는 데 1 억 1 천만 킬로미터가 소요됩니다.
90번 접으면 1,500만 광년, 은하수 지름의 100배가 된다. 형제 여러분, 신나는 때가 오면 137억 광년이 됩니다. 우주가 창조된 날로부터 빛이 달리기 시작한 것은 불과 137억 년 전이라고 합니다. 우주는 아직 끝나지 않았습니다. 너무 멋졌지만 잊지 마세요. 앞에도 0.1mm를 곱했는데 보세요. 2의 100승은 이 숫자보다 10배 더 크고, 이 숫자를 기준으로 300승까지 스크롤하세요. 이 숫자가 얼마나 큰지 보세요. 그래서 감히 생각조차 할 수 없습니다. 그래서 이 계산기는 관찰 가능한 모든 것을 저장할 수 있다고 말했습니다. 매트릭스 등 많은 공상과학 영화를 보면 인류가 거대한 컴퓨터 프로그램 속에서 살고 있을지도 모른다는 생각이 들 정도다!