¿Es precisa la explicación del primer ministro canadiense Trudeau sobre la computación cuántica?

En una conferencia de prensa reciente, Justin Trudeau respondió a un periodista que le pidió (en un principio en broma) que explicara las computadoras cuánticas. Obedeció con una explicación de menos de 1 minuto que parece recibir elogios en las redes sociales.

Aquí hay un video que encontré en YouTube: El primer ministro canadiense, Justin Trudeau, explica la computación cuántica y aquí hay una transcripción (de este sitio web ):

.. las computadoras normales funcionan, ya sea que haya energía a través de un cable o no. Es un 1, o un 0, son sistemas binarios. Uh, lo que permiten los estados cuánticos es que se codifique información mucho más compleja en un solo bit. El bit normal de la computadora es un 1 o un 0, activado o desactivado. Un estado cuántico puede ser mucho más complejo que eso, porque como sabemos [acelerando dramáticamente] las cosas pueden ser partículas y ondas al mismo tiempo y la incertidumbre en torno a los estados cuánticos [risas] nos permite codificar más información en un espacio mucho más pequeño. computadora. Entonces, eso es lo emocionante de la computación cuántica...

¿Es precisa esta explicación? Me doy cuenta de que es breve y probablemente simplifica muchas cosas, pero ¿es la afirmación principal, como (1) la dualidad onda-partícula y la "incertidumbre en torno a los estados cuánticos" lo que permite una codificación más empaquetada? ¿O (2) codificar más información en una computadora más pequeña es a lo que apunta la computación cuántica?

¿Estará satisfecho con que la respuesta se declare "pop-sci right" o realmente quiere que esto se someta a niveles profesionales de escrutinio? (Tenga en cuenta que muy pocos tratamientos populares se acercan a transmitir el tema a un nivel adecuado para la comparación de dirección con el trato real).
¿Cuál es la diferencia entre "pop-sci right" y nivel profesional de escrutinio?
De todos modos, si la explicación es realmente simplificada, no me importa, pero quiero saber si las 2 afirmaciones (numeradas en mis preguntas) son precisas.
Hay al menos una afirmación inexacta que no cuestionaste: la descripción de la computación clásica. El estado cero no corresponde a "no pasa energía a través de un cable", corresponde a "alguna cantidad de energía que pasa a través del cable que se ha establecido por convención para representar un 0 [generalmente menos que la cantidad diferente de energía que se ha establecido para representar un 1]". De hecho, creo que fue GEB donde se señaló que la falta de energía a través del cable es un gran ejemplo físico del estado "Mu" (no hay respuesta posible).
En los libros escritos para una audiencia popular, el autor usa analogías e imágenes de palabras confusas para dar la impresión de que entiendes lo que está pasando. Se omite una gran cantidad de detalles y las analogías generalmente se rompen bajo varios cambios en la configuración subyacente, por lo que no puede usarlos como base para razonar sobre situaciones muy diferentes a las que presentó el autor. Si el autor es bueno, esa descripción es pop-sci correcta. Pero no es técnicamente correcto y no es un reemplazo para un libro de texto (ni siquiera un poco).
La computación cuántica es un tema muy complicado. Precisión, brevedad, claridad: elige dos.
Me preocupa que la respuesta que parece estar buscando sea "Por favor, deme un curso completo de computación cuántica, para que pueda entender por qué esta regurgitación de 30 segundos de una descripción de cinco minutos no lo cubre por completo". Trudeaux no afirma haber cubierto con precisión toda la computación cuántica.
Dirigiéndose a su (1) y (2): no y no. Para (1), la dimensión del espacio de información crece de forma aditiva para los espacios de información clásicos pero de forma multiplicativa para los espacios de información cuánticos. Para (2), la computadora cuántica de 512 qubits de D-Wave requiere una habitación llena de refrigeración; una razón más apropiada es que existen algunos problemas que se ejecutan mucho más rápido en las computadoras cuánticas que en las clásicas, si es que alguna vez se pueden construir lo suficientemente grandes. Aquellos que estén familiarizados con los conceptos pueden desarrollar (1) con otra oración o dos de explicación.
@Oddthinking no realmente. Estoy seguro de que "no lo cubre por completo", es imposible hacerlo en 30 segundos. Mi pregunta es sobre la corrección o exactitud de las afirmaciones específicas. Por ejemplo, los comentarios de sashkello en su respuesta contienen una buena desacreditación de puntos específicos y me satisfarían. Pero entiendo que no se puede publicar como respuesta debido a la regla en este SE, a menos que se publique el mismo razonamiento en otro lugar.

Respuestas (1)

Esta pregunta es, en última instancia, una cuestión de opinión: aquí están las opiniones de varios expertos relevantes:

Scott Aaronson , profesor asociado de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación en el MIT,

Por un lado, el elogio generalizado por esta respuesta seguramente dice más sobre cuán bajos son los estándares habituales para los políticos y sobre la excelente entrega cómica de Trudeau, que sobre algo intrínseco a lo que dijo. [...] Por otro lado, calificaría la explicación de Trudeau como sustancialmente más precisa que lo que obtendría de un artículo popular típico. [...]

La aceleración humorística cuando menciona la dualidad partícula/onda y el principio de incertidumbre sugiere claramente que él sabe que es más sutil que simplemente "0 y 1 al mismo tiempo", y también sabe que realmente no lo entiende y que el los periodistas en la audiencia tampoco. Cuando estoy calificando exámenes, siempre doy un crédito parcial generoso por las admisiones honestas de ignorancia. B+.

Un artículo de Motherboard cita a varios expertos y da una calificación final:

  • Romain Alléaume, profesor asociado de Telecom ParisTech y del Centro de Computación Cuántica de París:

    El comienzo de la explicación de Justin Trudeau sobre la diferencia entre un bit clásico y un bit cuántico es absolutamente correcto. Para ser franco, la argumentación de Justin se vuelve gradualmente más 'incierta' cuando dice que el principio de incertidumbre implica que podemos codificar más información en 'computadoras más pequeñas'. [...]

    PUNTUACIÓN: 7/10

  • Amr Helmy—Director, Centro de Información Cuántica y Control Cuántico de la Universidad de Toronto

    PUNTUACIÓN: Un problema demasiado complejo para clasificar

  • Michele Mosca—Cátedra de investigación universitaria y cofundadora del Instituto de Computación Cuántica de la Universidad de Waterloo. Miembro fundador, Instituto Perimetral de Física Teórica

    La tarea es explicar la computación cuántica a un público lego en unas 100 palabras más o menos. Es extremadamente difícil, incluso para los mejores científicos y comunicadores, lograr que algo como esto sea correcto e interesante, especialmente en 100 palabras. Él no dice nada malo. [...]

    PUNTUACIÓN: 9/10

  • Aephraim Steinberg—Profesor de Física en la Universidad de Toronto y miembro del Centro de Información Cuántica y Control Cuántico

    Para decirlo sin rodeos, si piensas en el nivel en el que cualquier científico al que se le hayan dado unos minutos para tratar de explicarle la computación cuántica habría intentado lanzarlo, probablemente captó la esencia y lo explicó tan bien como podrías imaginar. haciendo. [...]

    PUNTUACIÓN: 7/10

Entonces, esas revisiones en su mayoría consideran que la explicación es lo suficientemente buena (para un político) pero no 100% técnicamente precisa. ¿Podría resaltar qué parte de la explicación no es totalmente correcta y por qué, a pesar de eso, todavía se considera lo suficientemente buena?
@ user69715 El hecho de que un solo qubit esté en un estado incierto ("más complejo") no implica directamente que contenga más información que un bit ordinario. En realidad no lo hace. Sigue siendo solo un número. La "más información" proviene de la capacidad de crear estados de múltiples partículas (multi-qubit), donde todos interactúan de una manera no clásica. Los qubits uno por uno no son más útiles que los clásicos.
<...> Ahora, incluso entonces, no está claro de inmediato por qué esto es mejor que la computadora clásica, porque, nuevamente, incluso si se combinan en estados complejos y se miden juntos, cada medida considerada por separado es, una vez más, solo un número . Pero la cuestión es que no creo que haya una manera fácil de explicarlo sino escribir algoritmos y ecuaciones cuánticas. Realmente no es obvio cómo es capaz de superar a la computadora clásica. La explicación que dio es más o menos lo que los profesores le dicen al público cuando tienen menos de un minuto y no quieren molestarse con largas explicaciones.
<...> Sin embargo, la mejor manera de expresarlo sería decir que la "más información" codificada en estados cuánticos permite que algunas tareas se realicen de manera más eficiente. El punto no es que pueda almacenar más información en menos espacio, sino que puede resolver problemas exponencialmente difíciles en tiempo polinomial, mediante el uso de estados cuánticos entrelazados de interacción compleja. Entonces, aproximadamente, en lugar de 2 ^ n operaciones, su tarea requiere n ^ 2 operaciones, o algo por el estilo. El primero rápidamente se vuelve demasiado grande para que lo resuelva el poder de todas las computadoras del mundo, mientras que el segundo aún es manejable.
Mi fuente sesgada: Doctorado en Física, teoría cuántica de la información.
@sashkello ¿Te importaría publicar esos comentarios como respuesta? Ese tipo de desacreditación específica (o confirmación) de lo que dijo Trudeau es lo que estoy buscando en esta pregunta.
Esos comentarios no constituyen una respuesta de los escépticos hasta que @sashkello revisa algunos artículos de revisión para respaldarlos (a pesar de que es al menos un experto en calibre estrecho). La regla de "ninguna investigación original" ataca de nuevo.
@user69715 Estoy de acuerdo con dmckee. Esto no debería ser una respuesta. Simplemente estaba proporcionando algunos antecedentes sobre lo que probablemente significan esas citas en la respuesta existente. "la explicación es lo suficientemente buena (para un político) pero no 100% técnicamente precisa". - este es el mejor resumen, de verdad, todo lo demás profundiza en el tema de la teoría cuántica más que en el escepticismo. Y como mencioné anteriormente, no puedes dar una explicación técnicamente correcta a una audiencia que no haya asistido a un curso de introducción a la física cuántica, por lo que cualquier explicación de 1 minuto será "técnicamente incorrecta" en algún nivel.
¿Es precisa la explicación del primer ministro canadiense Trudeau sobre la computación cuántica?
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