A beginner's guide to quantum computing | Shohini Ghose

Traducător: Alexandru Bondrea Corector: Mihaida Meila

Let's play a game.

Hai să jucăm un joc.

Imagine that you are in Las Vegas,

Imaginează-ți că ești în Las Vegas,

in a casino,

într-un cazino

și te decizi să joci un joc pe unul dintre computerele cazinoului,

and you decide to play a game on one of the casino's computers,

just like you might play solitaire or chess.

la fel cum ai juca Solitaire sau șah.

The computer can make moves in the game, just like a human player.

Computerul poate juca la fel ca un om.

This is a coin game.

Dar acum dai cu banul.

It starts with a coin showing heads,

Începe cu o monedă ce arată cap,

and the computer will play first.

iar computerul va juca primul.

It can choose to flip the coin or not,

Poate alege să întoarcă moneda sau nu,

but you don't get to see the outcome.

dar tu nu poți vedea rezultatul.

Next, it's your turn.

Apoi e rândul tău.

You can also choose to flip the coin or not,

Poți alege de asemenea să învârți moneda sau nu,

and your move will not be revealed to your opponent, the computer.

iar mișcarea ta nu va fi dezvăluită oponentului tău, computerul.

Finally, the computer plays again, and can flip the coin or not,

În final, computerul joacă din nou și poate alege să învârtă moneda sau nu,

and after these three rounds,

iar după aceste trei ture,

the coin is revealed,

moneda este dezvăluită,

and if it is heads, the computer wins,

dacă este cap, computerul câștigă,

if it's tails, you win.

dacă e pajură, tu câștigi.

So it's a pretty simple game,

Deci e un joc destul de simplu,

and if everybody plays honestly, and the coin is fair,

iar dacă toată lumea joacă corect, și moneda nu e măsluită,

then you have a 50 percent chance of winning this game.

atunci ai o șansă de 50% să câștigi acest joc.

And to confirm that,

Pentru a confirma asta,

I asked my students to play this game on our computers,

am rugat studenții mei să joace acest joc pe computerele noastre,

and after many, many tries,

și după multe, multe încercări,

their winning rate ended up being 50 percent, or close to 50 percent,

rata lor de câștig s-a dovedit a fi 50% sau aproape de 50%,

as expected.

conform așteptărilor.

Sounds like a boring game, right?

Sună ca un joc plictisitor, corect?

But what if you could play this game on a quantum computer?

Dar dacă ai putea să joci acest joc pe un computer cuantic?

Now, Las Vegas casinos do not have quantum computers,

Cazinourile din Las Vegas nu au computere cuantice,

as far as I know,

din câte știu,

but IBM has built a working quantum computer.

dar IBM a construit un computer cuantic funcțional.

Here it is.

Iată-l.

But what is a quantum computer?

Dar ce e un computer cuantic?

Well, quantum physics describes

Ei bine, fizica cuantică descrie

the behavior of atoms and fundamental particles,

comportamentul atomilor și particulelor fundamentale

like electrons and photons.

precum electronii și fotonii.

So a quantum computer operates

Astfel, un computer cuantic operează

by controlling the behavior of these particles,

prin controlul comportamentului acestor particule,

but in a way that is completely different from our regular computers.

dar într-o metodă complet diferită față de computerele noastre.

So a quantum computer is not just a more powerful version

Deci un computer cuantic nu e doar o versiune mai puternică

of our current computers,

a computerelor din zilele noastre,

just like a light bulb is not a more powerful candle.

așa cum un bec nu este o lumânare mai puternică.

You cannot build a light bulb by building better and better candles.

Nu poți face un bec făcând lumânări mai bune și mai bune.

A light bulb is a different technology,

Un bec este o tehnologie diferită,

based on deeper scientific understanding.

bazată pe o înțelegere științifică mai profundă.

Similarly, a quantum computer is a new kind of device,

Similar, un computer cuantic reprezintă un nou tip de dispozitiv,

based on the science of quantum physics,

bazat pe știința fizicii cuantice,

and just like a light bulb transformed society,

și asemenea becului ce a transformat societatea,

quantum computers have the potential to impact

computerele cuantice au potențialul de a avea impact

so many aspects of our lives,

în diverse domenii din viețile noastre,

including our security needs, our health care and even the internet.

incluzând securitatea, sănătatea, și chiar internetul.

So companies all around the world are working to build these devices,

Astfel, companii din jurul lumii muncesc pentru a construi aceste dispozitive,

and to see what the excitement is all about,

și pentru a înțelege de ce sunt nerăbdători,

let's play our game on a quantum computer.

vom juca jocul nostru pe un computer cuantic.

So I can log into IBM's quantum computer from right here,

Mă pot loga în computerul cuantic al celor de la IBM chiar de aici,

which means I can play the game remotely,

ceea ce înseamnă că pot juca jocul de la distanță,

and so can you.

și la fel poți și tu.

To make this happen, you may remember getting an email ahead of time, from TED,

Pentru a face asta, poate vă amintiți că ați primi un email de la TED

asking you whether you would choose to flip the coin or not,

care vă întreba dacă ați alege să învârtiți moneda sau nu,

if you played the game.

dacă ați jucat jocul.

Well, actually, we asked you to choose between a circle or a square.

Ei bine, v-am pus să alegeți între un cerc și un pătrat.

You didn't know it, but your choice of circle meant "flip the coin,"

Nu știați, dar alegerea cercului însemna „învârte moneda”,

and your choice of square was "don't flip."

iar alegerea pătratului însemna „nu învârti”.

We received 372 responses.

Am primit 372 de răspunsuri.

Thank you.

Mulțumim.

That means we can play 372 games against the quantum computer

Asta înseamnă că putem juca 372 de jocuri împotriva computerului cuantic

using your choices.

folosind alegerile voastre.

And it's a pretty fast game to play,

Și e un joc destul de rapid de jucat,

so I can show you the results right here.

deci vă pot arăta rezultatele chiar aici.

Unfortunately, you didn't do very well.

Din păcate, nu v-ați descurcat prea bine.

(Laughter)

(Râsete)

The quantum computer won almost every game.

Computerul cuantic a câștigat aproape toate jocurile.

It lost a few only because of operational errors in the computer.

A pierdut câteva datorită erorilor operaționale ale computerului.

(Laughter)

(Râsete)

So how did it achieve this amazing winning streak?

Deci cum a reușit această impresionantă serie de câștiguri?

It seems like magic or cheating,

Pare magie sau trișare,

but actually, it's just quantum physics in action.

dar de fapt e doar fizică cuantică în acțiune.

Here's how it works.

Uite cum funcționează.

A regular computer simulates heads or tails of a coin as a bit,

Un computer normal simulează capul sau pajura unei monezi ca un bit,

a zero or a one,

un zero sau un unu,

or a current flipping on and off inside your computer chip.

sau un curent pornindu-se și oprindu-se în interiorul chip-ului computerului tău.

A quantum computer is completely different.

Un computer cuantic e complet diferit.

A quantum bit has a more fluid, nonbinary identity.

Un bit cuantic are mai multă identitate fluidă, non-binară.

It can exist in a superposition, or a combination of zero and one,

Poate există într-o superpozitie, sau într-o combinație de zero și unu,

with some probability of being zero and some probability of being one.

cu ceva probabilitate de a fi zero și ceva probabilitate de a fi unu.

In other words, its identity is on a spectrum.

Cu alte cuvinte, identitatea sa este pe un spectru.

For example, it could have a 70 percent chance of being zero

Spre exemplu, ar putea avea 70% șanse să fie zero

and a 30 percent chance of being one

și 30% șanse să fie unu

or 80-20 or 60-40.

sau 80-20 sau 60-40.

The possibilities are endless.

Posibilitățile sunt nelimitate.

The key idea here

Ideea esențială aici este

is that we have to give up on precise values of zero and one

să dăm la o parte valorile precise pentru zero și unu

and allow for some uncertainty.

și să permitem puțină neclaritate.

So during the game,

În timpul jocului,

the quantum computer creates this fluid combination of heads and tails,

computerul cuantic creează o combinație fluidă de cap și pajură,

zero and one,

zero și unu,

so that no matter what the player does,

astfel că orice face jucătorul,

flip or no flip,

învârtește sau nu moneda,

the superposition remains intact.

superpoziția rămâne intactă.

It's kind of like stirring a mixture of two fluids.

E asemenea amestecării unei mixturi de două fluide.

Whether or not you stir, the fluids remain in a mixture,

Chiar dacă amesteci sau nu, fluidele rămân în mixtură,

but in its final move,

dar în ultimul pas,

the quantum computer can unmix the zero and one,

computerul cuantic poate scoate zeroul și unul,

perfectly recovering heads so that you lose every time.

recuperând capul perfect, astfel încât tu pierzi de fiecare dată.

(Laughter)

(Râsete)

If you think this is all a bit weird, you are absolutely right.

Dacă considerați că e puțin ciudat, aveți perfectă dreptate.

Regular coins do not exist in combinations of heads and tails.

Monedele uzuale nu există în combinații de cap și pajură.

We do not experience this fluid quantum reality

Noi nu întâlnim această realitate cuantică fluidă

in our everyday lives.

în viețile noastre de zi cu zi.

So if you are confused by quantum,

Deci dacă ești confuz din cauza cuanticii,

don't worry, you're getting it.

nu te îngrijora, începi să o înțelegi.

(Laughter)

(Râsete)

But even though we don't experience quantum strangeness,

Dar chiar dacă nu experimentăm comportamentul straniul cuantic,

we can see its very real effects in action.

putem să-i vedem efectele reale în acțiune.

You've seen the data for yourself.

Ai văzut datele cu ochii tăi.

The quantum computer won

Computerul cuantic a câștigat

because it harnessed superposition and uncertainty,

deoarece a valorificat superpoziția și incertitudinea,

and these quantum properties are powerful,

iar aceste proprietăți cuantice sunt puternice,

not just to win coin games,

nu doar să câștigi la jocuri cu monezi,

but also to build future quantum technologies.

dar și să construiască tehnologiile cuantice viitoare.

So let me give you three examples of potential applications

Deci permite-mi să vă dau trei exemple de utilizări potențiale

that could change our lives.

ce ne-ar putea schimba viețile.

First of all, quantum uncertainty could be used to create private keys

În primul rând, nesiguranța cuantică poate fi folosită pentru a crea chei private

for encrypting messages sent from one location to another

ce criptează mesajele trimise dintr-o locație în alta,

so that hackers could not secretly copy the key perfectly,

ca hackerii să nu poată copia în secret cheia întocmai,

because of quantum uncertainty.

datorită incertitudinii cuantice.

They would have to break the laws of quantum physics

Aceștia ar trebui să încalce legile fizicii cuantice

to hack the key.

pentru a fura cheia.

So this kind of unbreakable encryption is already being tested by banks

Acest tip de criptare indestructibilă este deja testată de către bănci

and other institutions worldwide.

și alte instituții din întreaga lume.

Today, we use more than 17 billion connected devices globally.

Astăzi, folosim peste 17 miliarde de dispozitive conectate global.

Just imagine the impact quantum encryption could have in the future.

Imaginați-vă impactul pe care criptarea cuantică l-ar avea în viitor.

Secondly, quantum technologies could also transform health care and medicine.

În al doilea rând, tehnologiile cuantice ar putea transforma asistența medicală.

For example, the design and analysis of molecules for drug development

Spre exemplu, planul și analiza moleculelor în dezvoltarea medicamentelor

is a challenging problem today,

este o problemă dificilă în prezent,

and that's because exactly describing and calculating

deoarece descriind și calculând exact

all of the quantum properties of all the atoms in the molecule

toate proprietățile cuantice ale tuturor atomilor din moleculă

is a computationally difficult task, even for our supercomputers.

este o sarcină dificilă, chiar și pentru supercomputerele noastre.

But a quantum computer could do better,

Dar un computer cuantic ar putea fi mai bun,

because it operates using the same quantum properties

deoarece operează folosind aceleași proprietăți cuantice

as the molecule it's trying to simulate.

asemenea moleculei pe care încearcă să o simuleze.

So future large-scale quantum simulations for drug development

În viitor, pe o scară largă, simulările cuantice pentru dezvoltarea medicamentelor

could perhaps lead to treatments for diseases like Alzheimer's,

ar putea duce la tratamente pentru boli precum Alzheimer,

which affects thousands of lives.

care afectează mii de vieți.

And thirdly, my favorite quantum application

În al treilea rând, utilizarea mea preferată a cuanticii

is teleportation of information from one location to another

este teleportarea informației dintr-un loc în altul

without physically transmitting the information.

fără a transmite fizic această informație.

Sounds like sci-fi, but it is possible,

Sună SF, dar e posibil,

because these fluid identities of the quantum particles

deoarece aceste identități fluide ale particulelor cuantice

can get entangled across space and time

se pot încâlci în spațiu și timp,

in such a way that when you change something about one particle,

în așa fel încât atunci când schimbi ceva la o particulă,

it can impact the other,

o poate influența pe cealaltă,

and that creates a channel for teleportation.

iar asta creează un canal pentru teleportare.

It's already been demonstrated in research labs

Este deja demonstrat în laboratoarele de cercetare

and could be part of a future quantum internet.

și ar putea face parte dintr-un viitor internet cuantic.

We don't have such a network as yet,

Nu avem o astfel de rețea încă,

but my team is working on these possibilities,

dar echipa mea lucrează la aceste posibilități

by simulating a quantum network on a quantum computer.

prin simularea unei rețele cuantice pe un computer cuantic.

So we have designed and implemented some interesting new protocols

Astfel noi am proiectat și implementat câteva protocoale noi,

such as teleportation among different users in the network

precum teleportarea printre diferiții utilizatori din rețea

and efficient data transmission

și transmitere de date eficientă

and even secure voting.

și chiar votarea securizată.

So it's a lot of fun for me, being a quantum physicist.

E foarte multă distracție pentru mine ca fizician cuantic.

I highly recommend it.

Recomand cu încredere.

(Laughter)

(Râsete)

We get to be explorers in a quantum wonderland.

Ajungem să fim exploratori într-o lume magică cuantică.

Who knows what applications we will discover next.

Cine știe ce aplicații vom descoperi pe parcurs.

We must tread carefully and responsibly

Trebuie să pășim cu grijă și responsabilitate

as we build our quantum future.

în timp ce ne construim viitorul cuantic.

And for me, personally,

Și pentru mine personal,

I don't see quantum physics as a tool just to build quantum computers.

nu văd fizica cuantică doar ca o unealtă pentru a construi computere cuantice.

I see quantum computers as a way for us to probe the mysteries of nature

Văd computerele cuantice ca pe o metodă de a explora misterele naturii

and reveal more about this hidden world outside of our experiences.

și de a dezvălui mai multe despre realitatea ascunsă percepțiilor noastre.

How amazing that we humans,

Cât de uimitor e că noi oamenii,

with our relatively limited access to the universe,

cu accesul nostru relativ limitat la univers,

can still see far beyond our horizons

putem vedea dincolo de orizonturile noastre

just using our imagination and our ingenuity.

folosindu-ne doar imaginația și ingeniozitatea.

And the universe rewards us

Iar universul ne răsplătește

by showing us how incredibly interesting and surprising it is.

arătându-ne cât de interesant și surprinzător este.

The future is fundamentally uncertain,

Viitorul este fundamental nesigur,

and to me, that is certainly exciting.

și pentru mine, asta este cu siguranță interesant.

Thank you.

Mulțumesc!

(Applause)

(Aplauze)