Терминология.

Квантовое вычисление —вычисление, которое требует квантово-механических процессов, особенно интерференции. Другими словами, вычисление, которое осуществляют в сотрудничестве с параллельными вселенными.

Экспоненциальное вычисление —вычисление, требования к ресурсам которого (например, необходимому времени) увеличива­ются примерно с постоянным множителем при увеличении вводимого числа на каждый последующий разряд.

Легко/труднообрабатываемый(Правило быстрых приближен­ных расчетов) —вычислительная задача считается легкообрабатывае­мой, если ресурсы, необходимые для ее выполнения, не увеличиваются экспоненциально с ростом количества разрядов вводимого числа.

Хаос —неустойчивость движения большинства классических сис­тем. Небольшая разница между двумя начальными состояниями по­рождает экспоненциально растущие отклонения двух результирующих траекторий. Однако реальность подчиняется не классической, а кванто­вой физике. Непредсказуемость, вызванная хаосом, в общем случае пе­рекрывается квантовой неопределенностью, вызванной тем, что иден­тичные вселенные становятся различными.

Универсальный квантовый компьютер —компьютер, способ­ный выполнить любое вычисление, которое способен выполнить любой другой квантовый компьютер, и передать любую конечную физически возможную среду в виртуальной реальности.

Квантовая криптография —любая форма криптографии, кото­рую можно реализовать на квантовых компьютерах, но невозможно на классических.

Специализированный квантовый компьютер —квантовый компьютер, например, квантовое криптографическое устройство или квантовое устройство разложения на множители, который не является универсальным квантовым компьютером.

Декогерентность—когда различные отрасли квантового вычис­ления в различных вселенных по-разному воздействуют на окружаю­щую среду, интерференция уменьшается, а вычисление может не по­лучиться. Декогерентность —это главное препятствие практической реализации более мощных квантовых компьютеров.

Резюме.

Законы физики допускают существование компьютеров, способ­ных передать любую физически возможную среду, не используя не­практично больших ресурсов. Таким образом, универсальное вычис­ление не просто возможно, как этого требовал принцип Тьюринга, оно также является легкообрабатываемым. Квантовые явления могут включать огромное множество параллельных вселенных, а потому, мо­гут не поддаться эффективному моделированию в пределах одной все­ленной. Тем не менее, эта жизнестойкая форма универсальности по-прежнему остается в силе, потому что квантовые компьютеры могут эффективно передать любую физически возможную квантовую среду, даже при взаимодействии огромного множества вселенных. Квантовые компьютеры также могут эффективно решать определенные математи­ческие задачи, например, разложение на множители, которые с класси­ческих позиций являются труднообрабатываемыми, а также осуществ­лять классически невозможные разновидности криптографии. Кванто­вое вычисление —это качественно новый способ использования приро­ды.

Следующая глава, вероятно, приведет в ярость многих математи­ков. С этим ничего не поделаешь. Математика — это не то, чем они ее считают.

(Читатели, не знакомые с традиционными допущениями относи­тельно определенности математического знания, могут посчитать глав­ный вывод этой главы таковым, что наше знание математической ис­тины зависит от нашего знания физического мира, и не более надежно, чем это знание является очевидным. Возможно, эти читатели предпочтут только просмотреть эту главу и сразу же перейти к обсуждению времени в главе 11).