Skoro svaki aspekt našeg modernog sveta pokreću digitalni računari. Od pametnih telefona u našim džepovima do globalnih finansijskih tržišta, sve se zasniva na neumoljivom maršu nula i jedinica. Decenijama je ovaj napredak bio vođen jednostavnim, ali moćnim principom poznatim kao Murov zakon – obećanjem da će se računarska snaga udvostručavati svakih 18 meseci. Ali ta era, zlatno doba silicijuma, polako se bliži kraju. Fizički zakoni postavljaju granice koje više ne možemo ignorisati.

Šta dolazi posle? Prema rečima renomiranog teorijskog fizičara dr Mičia Kakua, stojimo na pragu sledeće velike revolucije, one koja je toliko fundamentalna da će naši današnji superračunari izgledati kao abakusi. Reč je o kvantnom računarstvu. U nedavnom intervjuu, dr Kaku je izneo viziju budućnosti koja je istovremeno zapanjujuća i duboko inspirativna.

Ovaj članak destiluje četiri najvažnije i najneverovatnije ideje iz njegovog izlaganja. Od smrti Murovog zakona do računara koji razmišljaju u paralelnim univerzumima, ovo su koncepti koji ne samo da će redefinisati tehnologiju, već i naše razumevanje samog života i kosmosa. Spremite se da zavirite u budućnost.

Motor napretka se gasi (a Silicijumska dolina je zabrinuta)

- Murov zakon umire, a to je veći problem nego što mislite.

Osnova moderne ekonomije i tehnološkog napretka je Murov zakon, koji kaže da se snaga računara udvostručuje otprilike svakih 18 meseci. To je razlog zašto je vaš telefon danas moćniji od superračunara iz prošlosti. Međutim, kako dr Kaku upozorava, ovaj zakon se raspada. Inženjeri su smanjili tranzistore do neverovatnih razmera. Danas tranzistor može biti širok oko 20 atoma. Kada se približimo širini od pet atoma, zakoni klasične fizike prestaju da važe.

Na ovoj skali, na scenu stupa bizarni svet kvantne mehanike. Elektroni počinju da se ponašaju kao talasi i mogu jednostavno "preskočiti" barijere, stvarajući kratke spojeve i okončavajući Murov zakon. Ovo ne samo da zaustavlja eksponencijalni rast, već preti celokupnoj računarskoj industriji. Dr Kaku slika sumornu sliku, sugerišući da bi ovo moglo izazvati "depresiju u računarskoj industriji" i pretvoriti Silicijumsku dolinu u "pojas rđe" ako se ne prilagode na vreme. On postavlja i direktno pitanje koje pogađa suštinu problema: "Da li biste nadogradili svoj računar znajući da je podjednako moćan kao i nekoliko prethodnih generacija? Ne."

Fizičari su na ovo upozoravali decenijama, ali sada je ta budućnost stigla.

Mi fizičari smo skrenuli pažnju na ovo pre više decenija, ali smo rekli da, pa, imamo još nekoliko decenija pred sobom, ali dolazi.

Autor D-Wave Systems, Inc. - D-Wave Systems, Inc., CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10722194

Novi računari razmišljaju u paralelnim univerzumima

- Kvantni računari ne rade sa nulama i jedinicama – oni računaju u paralelnim univerzumima.

Digitalni računari funkcionišu na binarnom principu: bitovi mogu biti ili nula ili jedan. To je pouzdan, ali ograničen sistem. Kvantni računari, s druge strane, koriste "kubite". Kubit nije samo nula ili jedan; on može biti nula, jedan i sve između, i to istovremeno. Ovaj fenomen se naziva superpozicija.

Dr Kaku koristi čuvenu analogiju Šredingerove mačke da bi objasnio ovaj naizgled nemoguć koncept. U misaonom eksperimentu, mačka u kutiji je istovremeno i živa i mrtva sve dok se kutija ne otvori. U trenutku posmatranja, univerzum se, u suštini, cepa na dva dela – u jednom je mačka živa, u drugom je mrtva. Da bi dodatno pojasnio ovu moć, Kaku poredi digitalni računar sa analizom miša u lavirintu – on mora da proverava svaki put, jedan po jedan. Kvantni računar, međutim, "analizira sve moguće puteve istovremeno". U principu, beskonačno je brži.

Iako zvuči kao naučna fantastika, upravo ta "luda" ideja je izvor nezamislive snage kvantnih računara. Oni ne računaju samo jedan po jedan put, već istražuju sve moguće ishode simultano, u bezbroj paralelnih realnosti.

To je ono što kvantnim računarima daje snagu. Oni računaju u paralelnim univerzumima, ne samo u jednom univerzumu, onom na koji smo navikli, već u beskonačnom broju paralelnih univerzuma.

Nikada nećemo moći da simuliramo život na digitalnom računaru

- Život je kvantni fenomen – i zato ga digitalni računari nikada neće razumeti.

Jedna od najdubljih Kakuovih tvrdnji jeste da je sam život fundamentalno kvantno-mehanički. Život nije zasnovan na binarnom kodu nula i jedinica, već na složenim interakcijama molekula, atoma i elektrona. Zbog toga, pokušaj simulacije osnovne hemije DNK ili proteina na digitalnom računaru je osuđen na propast. Kako Kaku kaže, "Majka Priroda je pametnija od nas."

Prema dr Kakuu, za takav zadatak bi bilo potrebno "zauvek". Digitalni računari jednostavno nemaju jezik kojim bi opisali suptilne, talasne prirode života na molekularnom nivou. Ovde kvantni računari stupaju na scenu. Pošto i sami rade na nivou atoma, oni mogu da modeluju bolesti poput Alchajmerove, Parkinsonove i raka sa preciznošću koja je danas nezamisliva. Umesto metode pokušaja i greške u laboratoriji, moći ćemo da izvodimo "molekularne eksperimente u memoriji računara, a ne u Petrijevom sudu". Ovo ima potencijal da medicinu okrene "naglavačke".

Život je kvantno-mehanički. Život nije zasnovan na nulama i jedinicama, nulama i jedinicama. Dakle, koliko će vremena biti potrebno digitalnom računaru da simulira život? Odgovor je, zauvek. Ne možete to uraditi.

Univerzum je simfonija (i konačno možemo "čitati Božji um")

- Univerzum je simfonija, a „Božji um“ je kosmička muzika.

Albert Ajnštajn je poslednjih 30 godina svog života proveo u potrazi za "teorijom svega" – jedinstvenom jednačinom koja bi objasnila sve sile prirode. Dr Kaku, kao osnivač teorije polja struna, jednog od glavnih ogranaka teorije struna, veruje da je ta teorija vodeći kandidat za ostvarenje Ajnštajnovog sna. A ključ za njeno rešavanje mogli bi biti upravo kvantni računari.

Kaku nudi prelepu i elegantnu metaforu za razumevanje teorije struna: sve subatomske čestice, poput elektrona i kvarkova, nisu ništa drugo do različite muzičke note koje vibriraju na sićušnoj, nevidljivoj struni. U ovom pogledu:

• Fizika predstavlja harmonije koje te strune mogu da proizvedu.
• Hemija je ono što se dešava kada se strune sudaraju i međusobno deluju.
• Univerzum je jedna veličanstvena simfonija struna.

Ova metafora kulminira u zapanjujućem odgovoru na pitanje koje je mučilo Ajnštajna.

A onda, šta je Božji um? Božji um je kosmička muzika koja odjekuje kroz hiperprostor. To bi bio Božji um.

Jednačine teorije struna su toliko složene da ih nijedan postojeći računar ne može rešiti. Kvantni računari, sa svojom sposobnošću da obrade beskonačne mogućnosti, mogli bi biti alat koji nam je potreban da konačno dešifrujemo ovu kosmičku muziku i dovršimo Ajnštajnovu poslednju, nedovršenu misiju.

Zaključak: Zora kvantnog doba

Nalazimo se na ivici revolucije koja je podjednako duboka kao i izum digitalnog računara. Kraj Murovog zakona nije kraj napretka, već početak nečeg fundamentalno drugačijeg. On nas prisiljava da napustimo digitalni svet nula i jedinica i prihvatimo kvantnu stvarnost. Kao posledica toga, dobijamo računare koji rade u paralelnim univerzumima, sposobnost da konačno razumemo kvantnu prirodu samog života i, možda, alat za dešifrovanje jednačina koje upravljaju čitavim kosmosom.

Dr Kaku kvantni računar vidi kao alat koji će pojačati, a ne zameniti, ljudski intelekt. Dok stojimo u zoru ove nove ere, krajnje pitanje nije samo šta ove mašine mogu učiniti za medicinu ili industriju, već da li je ovaj novi "čekić" konačno dovoljno moćan da izgradi most ka razumevanju "Božjeg uma" – kosmičke muzike koju je Ajnštajn proveo život pokušavajući da čuje.

https://www.youtube.com/watch?v=PYgJkTL5MRg