Olen nähnyt viime aikoina paljon enemmän hypeä kvanttitietokoneista X:ssä, joten ajattelin tehdä niistä pitkän postauksen. Tiivistelmä: En usko, että kvanttilaskenta on tulossa lähiaikoina. Luulen, että tämä johtuu siitä, että moneen vuoteen ei ole edistytty yksinkertaisimmassa ongelmassa, johon kvanttitietokoneita voidaan käyttää, eli faktoroinnissa. Kvanttifaktorointiennätys on ollut numeron 15 (kyllä, 15, 3 x 5!) ympärillä jo vuosikymmenen ajan, eikä viime aikoina ole tapahtunut selvää edistystä. Perusteluni ovat alla. Aion eritellä asiat ihmisille, jotka eivät tiedä paljon matematiikkaa tai tietojenkäsittelytiedettä, mutta tämä saattaa silti pelotella ihmisiä, joilla on matematiikan fobioita. Suurten lukujen faktorointi on kiinnostavaa, koska useat tärkeät kryptografiset algoritmit riippuvat siitä, että riittävän suuren luvun faktorointi alkutekijöiksi kestää hyvin kauan perinteisillä tietokoneilla. Voit kertoa pienen luvun (esimerkiksi 21) käsin hyvin nopeasti, yritä vain jakaa se numeroilla, jotka alkavat 2:lla, sitten 3:lla ja niin edelleen, ja huomaat nopeasti, että 21 on 3 x 7. Tämä ei kuitenkaan toimi todella suurille numeroille, koska kaikkien kokeiltavien numeroiden tila kasvaa liian suureksi. Jos voisit kertoa yli 1200 desimaalinumeron pituisia lukuja (ei lukua 1200, jossa on neljä numeroa, numerot, joissa on 1200 numeroa!), voisit rikkoa monia salausjärjestelmiä, joista ihmiset välittävät, mutta kukaan ei osaa tehdä sitä tarpeeksi nopeasti tavallisella tietokoneella. (Riittävän nopeasti tarkoittaa "ennen kuin kaikki tähdet taivaalla palavat loppuun".) Muutama vuosi sitten Peter Shor osoitti, että kvanttitietokoneiden avulla voidaan (ainakin teoriassa) faktoroida lukuja hyvin nopeasti. Factoring Shorin algoritmilla on mielestäni ilmeisin vaikeasti väärennettävä vertailukohta kvanttilaskennalle. Vuonna 2016 numero 15 (ei 15-numeroinen luku, numero 15!) laskettiin ensimmäistä kertaa (ilmeisesti 3 x 5:een) Shorin algoritmin puhtaassa, peukaloimattomassa esittelyssä. Tämä on pieni määrä, mutta se oli alku. (On kiistelty siitä, onko luku 21 otettu huomioon myös Shorin algoritmin väärentämättömässä esittelyssä vai ei.) Mutta jälleen kerran, 15 on kaksinumeroinen luku. Haluamme kertoa luvut tuhansina numeroina, jotta voimme murtaa salausjärjestelmät. Vuodesta 2016 lähtien suurempia lukuja ei kuitenkaan ole otettu huomioon Shorin algoritmin puhtaissa esittelyissä. (Jotkut ihmiset ovat väittäneet, että he ovat laskeneet suurempia lukuja Shorin algoritmilla, mutta he ovat aina käyttäneet temppuja, jotka edellyttävät, että he ovat jo tienneet tekijät tehdäkseen sen, ja asettaneet kvanttitietokoneen vastauksen ennakkotiedolla, mikä ei todellakaan ole pointti. Etsin *väärentämättömiä* esittelyjä.) Olemme odottaneet pitkään, että joku osoittaa factoringin jopa hieman suuremman luvun kuin 15. Olisi toivonut, että tässä olisi tapahtunut tasaista edistystä, jossa joku ottaisi huomioon (esimerkiksi) luvun 77 (7 x 11), ja sitten yhden 323 (17 x 19), sitten jotain tuhansia ja niin edelleen. Kukaan ei kuitenkaan ole osoittanut konetta, joka voisi tehdä mitään parempaa kuin numero 15 (jonka lapsi voi laskea päässään 3:ksi ja 5:ksi hetkessä), ja tämä ennätys on ollut voimassa hyvin pitkään. Joten ainakin tässä ongelmassa, joka on todella yksinkertainen ja helppo selittää, kvanttilaskennassa ei ole tapahtunut tasaista edistystä. Meillä on ollut paljon hypeä, monet ihmiset esittelevät kvanttitietokoneita, joiden oletetaan suorittavan algoritmeja, jotka eivät ole aivan niin ilmeisen puhtaita demonstraatioita, mutta emme ole nähneet mitään pitkään aikaan factoringissa. Uskon, että kvanttilaskennassa on tapahtunut todellista edistystä, kun alamme nähdä suurempia lukuja, jotka otetaan huomioon Shorin algoritmin puhtaissa, väärentämättömissä esityksissä. Uskon, että olemme edistyneet todella, kun voimme tehdä neljän desimaalin lukuja, eli tuhansia lukuja. Jopa esittely jostain, joka voisi tehdä paljon suuremman kaksinumeroisen luvun kuin 15, olisi tervetullut. Mikään kone, joka voisi tehdä sen, ei kuitenkaan ole lähitulevaisuudessa. Nyt koodien murtaminen vaatii koneita, jotka pystyvät käsittelemään numeroita, joissa on *tuhansia* numeroita, mutta meillä ei ole vielä edes kolminumeroisia numeroita näkyvissä (tai edes useimpia kaksinumeroisia numeroita). Joten henkilökohtainen vertailukohtani on nähdä edes vähän edistystä tässä. Soita minulle takaisin, kun meillä on kvanttitietokoneita, jotka pystyvät faktoroimaan (esimerkiksi) 323:n onnistuneesti, Shorin algoritmin puhtaassa, manipuloimattomassa demossa, joka käsittelisi minkä tahansa samankokoisen yhdistelmäluvun. Siihen asti en usko, että siellä on paljon kiinnostusta, ainakaan minulle.

En tiedä mitään tästä matematiikan osa-alueesta, mutta se, että vakavasti otettavat matemaatikot puhuvat siitä, kuinka hyvin tekoälyjärjestelmät ovat auttaneet heitä, on erittäin vaikuttavaa.