คอมพิวเตอร์ควอนตัมอธิบายด้วยฟิสิกส์ควอนตัม
คุณอาจเคยได้ยินว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นเครื่องจักรมหัศจรรย์ที่จะรักษามะเร็งและภาวะโลกร้อนในไม่ช้าด้วยการลองหาคำตอบที่เป็นไปได้ทั้งหมดในจักรวาลคู่ขนานที่แตกต่างกัน เป็นเวลา 15 ปีในบล็อกของฉันและที่อื่น ๆ ฉันได้ขัดแย้งกับภาพการ์ตูนนี้โดยพยายามอธิบายสิ่งที่ฉันเห็นว่าเป็นความจริงที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น แต่น่าขันยิ่งกว่าเดิม ฉันเข้าถึงสิ่งนี้ในฐานะบริการสาธารณะและเกือบจะเป็นหน้าที่ทางศีลธรรมของฉันในฐานะนักวิจัยคอมพิวเตอร์ควอนตัม อนิจจา งานนี้รู้สึกว่า Sisyphean: โฆษณาที่ประจบประแจงเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้เพิ่มขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเท่านั้น เนื่องจากองค์กรและรัฐบาลได้ลงทุนไปหลายพันล้าน และในขณะที่เทคโนโลยีได้พัฒนาไปสู่อุปกรณ์ขนาด 50 คิวบิตที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ซึ่ง (ในเกณฑ์มาตรฐานที่ประดิษฐ์ขึ้นบางอย่าง) สามารถให้ได้จริงๆ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกใช้เงินของพวกเขา. และเช่นเดียวกับในสกุลเงินดิจิทัล แมชชีนเลิร์นนิงและสาขาที่ทันสมัยอื่นๆ มีเงินเข้ามามากมาย
ในช่วงเวลาที่ไตร่ตรองฉันเข้าใจ ความจริงก็คือแม้ว่าคุณจะลบสิ่งจูงใจที่ไม่ดีและความโลภออกไปทั้งหมด คอมพิวเตอร์ควอนตัมก็ยังยากที่จะอธิบายสั้นๆ และตรงไปตรงมาหากไม่มีคณิตศาสตร์ ในฐานะผู้บุกเบิกคอมพิวเตอร์ควอนตัม Richard Feynman เคยกล่าวเกี่ยวกับงานควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกที่ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบล หากสามารถอธิบายได้ภายในสองสามประโยค มันก็ไม่คุ้มที่จะได้รับรางวัลโนเบล
ไม่ใช่ว่าหยุดคนจากการพยายาม นับตั้งแต่ Peter Shor ค้นพบในปี 1994 ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำลายการเข้ารหัสส่วนใหญ่ที่ปกป้องธุรกรรมบนอินเทอร์เน็ต ความตื่นเต้นเกี่ยวกับเทคโนโลยีได้รับแรงผลักดันจากความอยากรู้ทางปัญญามากกว่าเพียง อันที่จริง การพัฒนาในสาขานี้มักจะครอบคลุมถึงเรื่องราวทางธุรกิจหรือเทคโนโลยี มากกว่าที่จะเป็นเรื่องราวทางวิทยาศาสตร์
ปริมาณ
คอลัมน์ประจำที่นักวิจัยชั้นนำสำรวจกระบวนการค้นพบ สกอตต์ อารอนสัน คอลัมนิสต์ประจำเดือนนี้ เป็นศาสตราจารย์ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสในออสติน ซึ่งเชี่ยวชาญด้านการคำนวณควอนตัมและทฤษฎีความซับซ้อนในการคำนวณ
ดูทั้งหมด คอลัมน์เชิงปริมาณ
คงจะดีถ้านักข่าวธุรกิจหรือเทคโนโลยีสามารถบอกผู้อ่านตามความเป็นจริงว่า “ดูสิ มีควอนตัมลึก ๆ ทั้งหมดนี้อยู่ภายใต้ประทุน แต่สิ่งที่คุณต้องเข้าใจคือสิ่งสำคัญที่สุด นักฟิสิกส์กำลังจะสร้างคอมพิวเตอร์ที่เร็วขึ้นที่จะ ปฏิวัติทุกสิ่ง”
ปัญหาคือคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะไม่ปฏิวัติทุกสิ่ง
ใช่ สักวันหนึ่งพวกเขาอาจแก้ปัญหาบางอย่างในไม่กี่นาที (เราคิดว่า) จะใช้เวลานานกว่าอายุของจักรวาลในคอมพิวเตอร์คลาสสิก แต่มีปัญหาสำคัญอื่นๆ อีกมากมายที่ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่คิดว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะช่วยได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น นอกจากนี้ ในขณะที่ Google และบริษัทอื่นๆ ได้อ้างสิทธิ์อย่างน่าเชื่อถือว่าพวกเขาได้รับความเร็วควอนตัมที่ประดิษฐ์ขึ้น แต่นี่เป็นเพียงสำหรับการวัดประสิทธิภาพที่ลึกลับและเฉพาะเจาะจงเท่านั้น (ที่ฉันช่วยพัฒนา ) คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใหญ่และเชื่อถือได้มากพอที่จะให้ประสิทธิภาพเหนือกว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกในแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้จริง เช่น การทำลายรหัสเข้ารหัสและการจำลองเคมี ยังคงห่างไกลออกไป
แต่คอมพิวเตอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้จะเร็วกว่าสำหรับปัญหาบางอย่างได้อย่างไร เรารู้หรือไม่ว่าอันไหน? และคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ “ใหญ่และเชื่อถือได้” หมายถึงอะไรในบริบทนี้ เพื่อตอบคำถามเหล่านี้ เราต้องเจาะลึกเข้าไป
เริ่มจากกลศาสตร์ควอนตัมกันก่อน (อะไรจะลึกซึ้งไปกว่านั้น) แนวคิดของการซ้อนภาพนั้นยากที่จะแสดงออกมาเป็นคำพูดในชีวิตประจำวัน จึงไม่น่าแปลกใจที่นักเขียนหลายคนเลือกใช้วิธีการง่ายๆ: พวกเขากล่าวว่าการซ้อนทับหมายถึง “พร้อมกัน” ดังนั้นควอนตัมบิตหรือ qubit เป็นเพียงบิตที่สามารถเป็น “ทั้ง 0 และ 1 ในเวลาเดียวกัน ” ในขณะที่บิตคลาสสิกสามารถเป็นอย่างใดอย่างหนึ่งเท่านั้น พวกเขายังกล่าวต่อไปว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะบรรลุความเร็วโดยใช้ qubits เพื่อลองวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้ทั้งหมดในการซ้อนทับ – นั่นคือในเวลาเดียวกันหรือแบบขนาน
นี่คือสิ่งที่ฉันคิดว่าเป็นความผิดพลาดขั้นพื้นฐานของการทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นที่นิยม ซึ่งนำไปสู่ส่วนที่เหลือทั้งหมด จากที่นี่ เป็นเพียงการกระโดดสั้นๆ ที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะแก้ปัญหาอย่างรวดเร็ว เช่นปัญหาพนักงานขายที่เดินทางโดยลองคำตอบที่เป็นไปได้ทั้งหมดพร้อมกัน ซึ่งเป็นสิ่งที่ผู้เชี่ยวชาญเกือบทุกคนเชื่อว่าพวกเขาจะไม่สามารถทำได้
สิ่งสำคัญคือ เพื่อให้คอมพิวเตอร์มีประโยชน์ ในบางจุด คุณต้องดูและอ่านผลลัพธ์ แต่ถ้าคุณดูที่การทับซ้อนของคำตอบที่เป็นไปได้ทั้งหมดเท่ากัน กฎของกลศาสตร์ควอนตัมบอกว่าคุณจะเห็นและอ่านคำตอบแบบสุ่ม และถ้านั่นคือทั้งหมดที่คุณต้องการ คุณสามารถเลือกเองได้
การทับซ้อนหมายถึงอะไรคือ “การรวมกันเชิงเส้นเชิงซ้อน” ในที่นี้ เราหมายถึง “ซับซ้อน” ไม่ใช่ในแง่ของ “ซับซ้อน” แต่ในแง่ของจำนวนจริงบวกจำนวนจินตภาพ ในขณะที่ “ชุดค่าผสมเชิงเส้น” หมายความว่าเรารวมสถานะต่างๆ เข้าด้วยกัน ดังนั้น qubit เป็นบิตที่มีจำนวนเชิงซ้อนที่เรียกว่า amplitude ติดอยู่กับความเป็นไปได้ที่มันคือ 0 และ amplitude อื่นที่เชื่อมโยงกับความเป็นไปได้ที่มันคือ 1 จากศูนย์ยิ่งมีโอกาสเห็นผลลัพธ์นั้นมากขึ้น แม่นยำยิ่งขึ้น ความน่าจะเป็นเท่ากับระยะทางยกกำลังสอง
แต่แอมพลิจูดไม่ใช่ความน่าจะเป็น พวกเขาปฏิบัติตามกฎที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น หากการมีส่วนร่วมบางอย่างในแอมพลิจูดเป็นบวกและบางส่วนเป็นค่าลบ การมีส่วนร่วมสามารถรบกวนการทำลายล้างและยกเลิกซึ่งกันและกัน เพื่อให้แอมพลิจูดเป็นศูนย์และไม่เคยสังเกตผลลัพธ์ที่สอดคล้องกัน ในทำนองเดียวกันพวกเขาสามารถแทรกแซงอย่างสร้างสรรค์และเพิ่มโอกาสของผลลัพธ์ที่กำหนด เป้าหมายในการออกแบบอัลกอริทึมสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมคือการออกแบบท่าเต้นรูปแบบของการแทรกแซงเชิงสร้างสรรค์และการทำลายล้าง เพื่อให้คำตอบที่ผิดแต่ละครั้ง การมีส่วนร่วมของแอมพลิจูดของคอมพิวเตอร์จะหักล้างซึ่งกันและกัน ในขณะที่คำตอบที่ถูกต้อง การสนับสนุนเสริมซึ่งกันและกัน หากคุณสามารถจัดเรียงได้ คุณจะเห็นคำตอบที่ถูกต้องซึ่งมีความเป็นไปได้สูงเมื่อคุณดู
เมื่อ 27 ปีที่แล้ว Shor ได้แสดงวิธีทำทั้งหมดนี้สำหรับปัญหาของการแยกตัวประกอบจำนวนเต็ม ซึ่งทำลายรหัสเข้ารหัสที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งอยู่ภายใต้การค้าขายออนไลน์ส่วนใหญ่ ตอนนี้เรารู้แล้วว่าต้องทำอย่างไรสำหรับปัญหาอื่นๆ ด้วย แต่เพียงใช้ประโยชน์จากโครงสร้างทางคณิตศาสตร์พิเศษในปัญหาเหล่านั้นเท่านั้น ไม่ใช่เรื่องของการลองคำตอบที่เป็นไปได้ทั้งหมดในครั้งเดียว
การรวมความยากคือว่า ถ้าคุณต้องการพูดอย่างตรงไปตรงมาเกี่ยวกับการคำนวณควอนตัม คุณต้องมีคำศัพท์เชิงแนวคิดของวิทยาการคอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีด้วย ฉันมักถูกถามว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะเร็วกว่าคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันกี่เท่า ล้านครั้ง? พันล้าน?
คำถามนี้พลาดประเด็นของคอมพิวเตอร์ควอนตัมซึ่งก็คือการบรรลุ “พฤติกรรมการปรับขนาด” ที่ดีขึ้นหรือเวลาทำงานเป็นฟังก์ชันของnจำนวนบิตของข้อมูลอินพุต นี่อาจหมายถึงการใช้ปัญหาที่อัลกอริธึมคลาสสิกที่ดีที่สุดต้องการขั้นตอนจำนวนหนึ่งที่เติบโตแบบทวีคูณด้วยnและแก้ไขโดยใช้ขั้นตอนจำนวนหนึ่งที่เติบโตเป็นn 2เท่านั้น ในกรณีเช่นนี้ สำหรับ Small nการแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะช้ากว่าและมีราคาแพงกว่าการแก้ปัญหาแบบคลาสสิก เฉพาะเมื่อnเติบโตขึ้นเท่านั้นที่ความเร็วควอนตัมปรากฏขึ้นครั้งแรกและในที่สุดก็มาครอบงำ
แต่เราจะรู้ได้อย่างไรว่าไม่มีทางลัดแบบคลาสสิก ซึ่งเป็นอัลกอริธึมทั่วไปที่จะมีพฤติกรรมการปรับขนาดที่คล้ายกับอัลกอริทึมควอนตัม แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะละเลยในบัญชียอดนิยม แต่คำถามนี้เป็นศูนย์กลางของการวิจัยอัลกอริทึมควอนตัม ซึ่งบ่อยครั้งที่ความยากลำบากไม่ได้พิสูจน์มากนักว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำอะไรได้อย่างรวดเร็ว แต่เป็นการโต้แย้งอย่างน่าเชื่อถือว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิกไม่สามารถทำได้ อนิจจา กลายเป็นเรื่องยากที่จะพิสูจน์ว่าปัญหานั้นยาก ดังที่แสดงโดยปัญหาP กับ NP ที่มีชื่อเสียง(ซึ่งถามคร่าวๆ ว่าทุกปัญหาที่มีวิธีแก้ปัญหาที่ตรวจสอบได้อย่างรวดเร็วสามารถแก้ไขได้อย่างรวดเร็วด้วยหรือไม่) นี่ไม่ใช่แค่ปัญหาทางวิชาการ แต่เป็นเรื่องของ dotting i: ในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา การเพิ่มความเร็วควอนตัมที่คาดคะเนได้หายไปซ้ำแล้วซ้ำเล่าเมื่อพบอัลกอริธึมแบบคลาสสิกที่มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกัน
โปรดทราบว่าหลังจากอธิบายทั้งหมดนี้แล้ว ฉันยังไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับความยากในการใช้งานจริงในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม พูดได้คำเดียวว่า ปัญหาคือการถอดรหัส ซึ่งหมายถึงการโต้ตอบที่ไม่ต้องการระหว่างคอมพิวเตอร์ควอนตัมกับสภาพแวดล้อม เช่น สนามไฟฟ้าที่อยู่ใกล้เคียง วัตถุที่อบอุ่น และสิ่งอื่น ๆ ที่สามารถบันทึกข้อมูลเกี่ยวกับควอนตัมได้ ซึ่งอาจส่งผลให้ “การวัด” ก่อนวัยอันควรของ qubits ซึ่งยุบลงไปเป็นบิตคลาสสิกที่เป็น 0 หรือแน่นอน 1 อย่างแน่นอน ทางออกเดียวที่ทราบสำหรับปัญหานี้คือการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม: โครงการที่เสนอในช่วงกลางทศวรรษ 1990 ที่เข้ารหัสแต่ละ qubit ของการคำนวณควอนตัมอย่างชาญฉลาดให้อยู่ในสถานะรวมของ qubits ทางกายภาพหลายสิบหรือหลายพัน แต่ขณะนี้นักวิจัยเพิ่งเริ่มดำเนินการแก้ไขข้อผิดพลาดดังกล่าวในโลกแห่งความเป็นจริง และการนำไปใช้จริงจะใช้เวลานานกว่ามาก เมื่อคุณอ่านเกี่ยวกับการทดสอบล่าสุดที่มีคิวบิตจริง 50 หรือ 60 รายการ คุณต้องเข้าใจว่าคิวบิตไม่ได้แก้ไขข้อผิดพลาด เราไม่คาดหวังว่าจะสามารถขยายเกินสองสามร้อย qubits ได้จนกว่าจะถึงเวลานั้น
เมื่อมีคนเข้าใจแนวคิดเหล่านี้แล้ว ฉันคิดว่าพวกเขาพร้อมที่จะเริ่มอ่าน — หรือแม้แต่เขียน — บทความเกี่ยวกับความก้าวหน้าล่าสุดในการคำนวณควอนตัม พวกเขาจะรู้ว่าจะถามคำถามใดในการต่อสู้อย่างต่อเนื่องเพื่อแยกแยะความเป็นจริงออกจากโฆษณา การทำความเข้าใจสิ่งนี้เป็นไปได้จริง ๆ เพราะมันไม่ใช่วิทยาศาสตร์จรวด มันเป็นแค่การคำนวณควอนตัม!
วิธีการต่อไปในจิตวิญญาณของการฟื้นฟูควอนตัมที่เรียกว่าควอนตัม Bayesianism หรือ QBism คิดค้นโดย Carlton Caves, Christopher Fuchs และ Rüdiger Schack ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ในตำแหน่งที่ยั่วยุว่ากลไกทางคณิตศาสตร์ของกลศาสตร์ควอนตัมไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับสิ่งที่เป็นอยู่จริงของโลก แต่เป็นเพียงกรอบการทำงานที่เหมาะสมที่ช่วยให้เราพัฒนาความคาดหวังและความเชื่อเกี่ยวกับผลลัพธ์ของการแทรกแซงของเรา ใช้สัญญาณจากแนวทางแบบเบย์ไปสู่ความน่าจะเป็นแบบคลาสสิกที่พัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 18 ซึ่งความน่าจะเป็นเกิดจากความเชื่อส่วนบุคคลมากกว่าความถี่ที่สังเกตได้ ใน QBism ความน่าจะเป็นควอนตัมที่คำนวณโดยกฎ Born ไม่ได้บอกเราว่าเราจะวัดอะไร แต่จะวัดเฉพาะสิ่งที่เราควรคาดหวังอย่างมีเหตุมีผลเท่านั้น
ในมุมมองนี้ โลกไม่ได้ถูกผูกมัดด้วยกฎ — หรืออย่างน้อยก็ไม่ใช่กฎควอนตัม อันที่จริงอาจไม่มีกฎพื้นฐานที่ควบคุมวิธีที่อนุภาคมีปฏิสัมพันธ์ แทนที่ กฎหมายจะปรากฎขึ้นในขนาดที่เราสังเกตได้ ความเป็นไปได้นี้ได้รับการพิจารณาโดย John Wheeler ซึ่งขนานนามสถานการณ์นี้ว่า Law Without Law มันจะหมายความว่า “ทฤษฎีควอนตัมเป็นเพียงเครื่องมือที่ทำให้เข้าใจธรรมชาติที่ไร้กฎเกณฑ์” Adán Cabelloนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Seville กล่าว เราสามารถหาทฤษฎีควอนตัมจากสถานที่เหล่านี้เพียงอย่างเดียวได้หรือไม่?
“ตั้งแต่แรกเห็น ดูเหมือนเป็นไปไม่ได้” Cabello ยอมรับ – ส่วนผสมดูเหมือนบางเกินไป ไม่ต้องพูดถึงกฎเกณฑ์และแปลกไปจากสมมติฐานปกติของวิทยาศาสตร์ “แต่ถ้าเราทำได้ล่ะ” เขาถาม. “สิ่งนี้ไม่ควรทำให้ทุกคนที่คิดว่าทฤษฎีควอนตัมเป็นการแสดงออกถึงคุณสมบัติของธรรมชาติหรือ”
สร้างพื้นที่สำหรับแรงโน้มถ่วง
ในมุมมองของ Hardy การสร้างควอนตัมขึ้นใหม่เกือบจะประสบความสำเร็จมากเกินไป ในแง่หนึ่ง: ชุดสัจพจน์ต่างๆ ล้วนก่อให้เกิดโครงสร้างพื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัม “เรามีสัจพจน์ที่แตกต่างกันเหล่านี้ แต่เมื่อคุณดูพวกมัน คุณจะเห็นความเชื่อมโยงระหว่างพวกเขา” เขากล่าว “พวกเขาทั้งหมดดูดีพอสมควรและอยู่ในความหมายที่เป็นทางการเทียบเท่าเพราะพวกเขาให้ทฤษฎีควอนตัม” และนั่นไม่ใช่สิ่งที่เขาหวังไว้เลย “เมื่อฉันเริ่มเรื่องนี้ สิ่งที่ฉันต้องการเห็นคือสัจพจน์ที่น่าสนใจสองอย่างหรือมากกว่านั้นที่ชัดเจน ซึ่งจะให้ทฤษฎีควอนตัมแก่คุณ และไม่มีใครโต้แย้งด้วย”
แล้วเราจะเลือกระหว่างตัวเลือกที่มีได้อย่างไร? “ความสงสัยของฉันตอนนี้คือยังมีระดับที่ลึกกว่าในการทำความเข้าใจทฤษฎีควอนตัม” Hardy กล่าว และเขาหวังว่าระดับที่ลึกกว่านี้จะชี้ให้เห็นมากกว่าทฤษฎีควอนตัม ไปสู่เป้าหมายที่เข้าใจยากของทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม “นั่นเป็นขั้นตอนต่อไป” เขากล่าว นักวิจัยหลายคนที่ทำงานเกี่ยวกับการสร้างใหม่หวังว่าวิธีการเชิงสัจพจน์จะช่วยให้เราเห็นวิธีสร้างทฤษฎีควอนตัมในลักษณะที่เชื่อมโยงกับทฤษฎีความโน้มถ่วงสมัยใหม่ – ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์
บางทีเมื่อเราได้รับมือกับแรงโน้มถ่วงควอนตัมในที่สุด การตีความก็จะแนะนำตัวมันเอง
Lucien Hardy
ดูสมการชโรดิงเงอร์แล้วคุณจะไม่พบเบาะแสเกี่ยวกับวิธีการทำตามขั้นตอนนั้น แต่การสร้างควอนตัมขึ้นใหม่ด้วยรสชาติ “ข้อมูล” พูดถึงว่าระบบการส่งข้อมูลสามารถส่งผลกระทบต่อกันและกันได้อย่างไร ซึ่งเป็นกรอบของสาเหตุที่ชี้ให้เห็นถึงลิงก์ไปยังภาพในกาลอวกาศของสัมพัทธภาพทั่วไป สาเหตุกำหนดลำดับเวลา: ผลกระทบไม่สามารถนำหน้าสาเหตุได้ แต่ Hardy สงสัยว่าสัจพจน์ที่เราจำเป็นต้องสร้างทฤษฎีควอนตัมจะเป็นสิ่งที่ขาดโครงสร้างเชิงสาเหตุที่ชัดเจน — ไม่มีการเรียงลำดับเวลาเฉพาะของเหตุการณ์ — ซึ่งเขากล่าวว่าเป็นสิ่งที่เราควรคาดหวังเมื่อทฤษฎีควอนตัมรวมกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป “ผมอยากจะเห็นสัจพจน์ที่เป็นกลางที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพราะพวกมันน่าจะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าในฐานะสัจพจน์ที่มาจากแรงโน้มถ่วงควอนตัม” เขากล่าว
ฮาร์ดีแนะนำครั้งแรกว่าระบบควอนตัมแรงโน้มถ่วงอาจแสดงโครงสร้างเชิงสาเหตุที่ไม่แน่นอนในปี 2550 และอันที่จริงมีเพียงกลศาสตร์ควอนตัมเท่านั้นที่สามารถแสดงได้ ขณะทำงานเกี่ยวกับการสร้างควอนตัมขึ้นใหม่ Chiribella ได้รับแรงบันดาลใจให้เสนอการทดลองเพื่อสร้างการซ้อนทับเชิงสาเหตุของระบบควอนตัม ซึ่งไม่มีเหตุการณ์ที่เป็นเหตุและผลที่แน่นอน การทดลองนี้ดำเนินการโดยห้องทดลองของ Philip Waltherที่มหาวิทยาลัยเวียนนา และอาจชี้ให้เห็นถึงวิธีการทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยบังเอิญ
“ฉันพบว่านี่เป็นภาพประกอบที่โดดเด่นของประโยชน์ของแนวทางการสร้างใหม่” Chiribella กล่าว “การจับทฤษฎีควอนตัมด้วยสัจพจน์ไม่ได้เป็นเพียงการออกกำลังกายทางปัญญาเท่านั้น เราต้องการให้สัจพจน์ทำสิ่งที่มีประโยชน์สำหรับเรา เพื่อช่วยให้เราให้เหตุผลเกี่ยวกับทฤษฎีควอนตัม คิดค้นโปรโตคอลการสื่อสารใหม่และอัลกอริธึมใหม่สำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม และเพื่อเป็นแนวทางในการกำหนดสูตรฟิสิกส์ใหม่”
แต่การสร้างควอนตัมขึ้นใหม่จะช่วยให้เราเข้าใจ “ความหมาย” ของกลศาสตร์ควอนตัมได้หรือไม่ Hardy สงสัยว่าความพยายามเหล่านี้สามารถแก้ไขข้อโต้แย้งเกี่ยวกับการตีความได้ ไม่ว่าเราต้องการโลกจำนวนมากหรือเพียงโลกเดียว เป็นต้น ท้ายที่สุด เนื่องจากโปรแกรมการสร้างใหม่นั้น “ใช้งานได้จริง” โดยเนื้อแท้ หมายความว่ามันมุ่งเน้นไปที่ “ประสบการณ์ของผู้ใช้” – ความน่าจะเป็นเกี่ยวกับสิ่งที่เราวัด – อาจไม่พูดถึง “ความเป็นจริงพื้นฐาน” ที่สร้างความน่าจะเป็นเหล่านั้น
“เมื่อฉันเข้าสู่แนวทางนี้ ฉันหวังว่ามันจะช่วยแก้ปัญหาการตีความเหล่านี้ได้” ฮาร์ดียอมรับ “แต่จะบอกว่าไม่มี” คาเบลโลเห็นด้วย “เราสามารถโต้แย้งได้ว่าการสร้างใหม่ครั้งก่อนล้มเหลวในการทำให้ทฤษฎีควอนตัมทำให้งงน้อยลง หรืออธิบายว่าทฤษฎีควอนตัมมาจากไหน” เขากล่าว “ดูเหมือนว่าพวกเขาทั้งหมดจะพลาดเป้าสำหรับความเข้าใจในทฤษฎีขั้นสูงสุด” แต่เขายังคงมองโลกในแง่ดี: “ฉันยังคิดว่าแนวทางที่ถูกต้องจะช่วยแก้ปัญหาและเราจะเข้าใจทฤษฎีนี้”