Kβαντική υπεροχή – Kaku Michio

Η νέα κβαντική τεχνολογία φέρνει ριζικές κοινωνικοοικονομικές, γεωπολιτικές και στρατιωτικές αλλαγές. Οι χώρες που θα κατέχουν κβαντικούς υπολογιστές θα έχουν ισχύ παρόμοια με εκείνη που απέκτησαν οι πυρηνικές δυνάμεις μετά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο.

Ο κβαντικός υπολογιστής λειτουργεί με βάση τις αλλόκοτες φυσικές ιδιότητες των κβαντικών φαινομένων και –καθώς ολοκληρώνει σε λίγα δευτερόλεπτα υπολογισμούς για τους οποίους ένας ψηφιακός υπολογιστής θα χρειαζόταν πολλές χιλιάδες χρόνια– κάνει ακόμη και τον ισχυρότερο συμβατικό υπερυπολογιστή παλιομοδίτικο και ξεπερασμένο. Πρόκειται για επίτευγμα τόσο επαναστατικό όσο η πρώτη πτήση των αδερφών Ράιτ, το 1903.

Η Q-day πλησιάζει! Μια εντελώς νέα εποχή για την οικονομία και τον τρόπο ζωής μας έχει ήδη ανατείλει.

• Πώς λειτουργεί αυτό το θαύμα της τεχνολογίας μας;

• Πώς προσομοιώνει, ταυτόχρονα, χιλιάδες καταστάσεις και αντιμετωπίζει τις υπαρξιακές προκλήσεις της ανθρωπότητας, όπως την κλιματική αλλαγή, την Τεχνητή Νοημοσύνη και τα πυρηνικά;

• Πώς εξιχνιάζει βιολογικές διεργασίες που παράγουν φυσικό, φθηνό λίπασμα, με αποτέλεσμα να πολλαπλασιάζονται τα αποθέματα τροφής για τον αυξανόμενο πληθυσμό του πλανήτη μας;

• Πώς επεξεργάζεται υγρές βιοψίες και σχεδιάζει νέα αντιβιοτικά με σκοπό την επιτάχυνση στη θεραπεία της νόσου Αλτσχάιμερ, της νόσου του Πάρκινσον και των ανίατων μορφών καρκίνου;

• Πώς εποπτεύει ένα παγκόσμιο δίκτυο ιατρικών οργάνων και αισθητήρων με σκοπό την έγκαιρη αντιμετώπιση μιας υπερδιάδοσης ενός νέου φονικού ιού;

• Πώς επιτυγχάνει την οικονομική λειτουργία αντιδραστήρων πυρηνικής σύντηξης, με αποτέλεσμα την παραγωγή καθαρής, φθηνής ενέργειας για την κοινωνία;

• Πώς διασφαλίζεται το ψηφιακό μας απόρρητο αλλά και η συμπερίληψη στη νέα εποχή της «Quantum Supremacy»;

Η ξέφρενη κούρσα για την κατάκτηση της Κβαντικής Υπεροχής παίρνει μορφή λυσσαλέου ανταγωνισμού επενδύσεων ανάμεσα στους κολοσσούς της τεχνολογίας, με αποτέλεσμα ήδη να αξιοποιείται η μεταμορφωτική δύναμη της κβαντικής υπολογιστικής στα προϊόντα πολυεθνικών της αεροδιαστημικής, της αυτοκινητοβιομηχανίας, των όπλων, της ασφάλειας, των τραπεζών, των τηλεπικοινωνιών και των δικτύων. Η λειτουργία και η τεράστια υπολογιστική δύναμη των κβαντικών επεξεργαστών βασίζεται στο αινιγματικό, αλλά απολύτως φυσικό φαινόμενο της «κβαντικής διεμπλοκής». Πρόκειται για μια πραγματικότητα, η οποία εναντιώνεται στη διαίσθηση και διέπεται από «ανοίκειους» φυσικούς νόμους.

«Ο Μίτσιο Κάκου εξηγεί με θαυμαστή γλαφυρότητα τις εντυπωσιακές δυνατότητες της Κβαντικής Υπεροχής. Ο ενθουσιασμός του είναι μεταδοτικός και το πρόσφατο βιβλίο του είναι ο πιο σημαντικός και διαφωτιστικός οδηγός σ’ αυτό το συναρπαστικό ορόσημο του τεχνολογικού μέλλοντός μας».
Kirkus Reviews

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

Μέρος 1

Η ΑΝΟΔΟΣ ΤΩΝ ΚΒΑΝΤΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Το τέλος της εποχής του πυριτίου
Κβαντική Υπεροχή • Το Τέλος του Νόμου του Μουρ • Γιατί είναι τόσο ισχυροί; • Κωλύματα των Κβαντικών Υπολογιστών • Φέρνοντας επανάσταση στην οικονομία • Άλλες εφαρμογές των Κβαντικών Υπολογιστών • Τροφή για τον πλανήτη • Γέννηση της Κβαντικής Ιατρικής

Το τέλος της ψηφιακής εποχής
Κβαντικοί Υπολογιστές: η απόλυτη προσομοίωση • Ο Μπάμπατζ και η Διαφορική Μηχανή • Είναι πλήρη τα μαθηματικά; • Άλαν Τιούρινγκ, ο πρωτοπόρος της Επιστήμης των Υπολογιστών • Οι υπολογιστές στον πόλεμο • Ο Τιούρινγκ και η δημιουργία της Τεχνητής Νοημοσύνης

Η άνοδος των κβάντων
Η γέννηση της Κβαντικής Θεωρίας • Η γέννηση της Κυματικής Εξίσωσης • Το κβαντικό άτομο • Κύματα πιθανότητας • Η γάτα του Σρέντινγκερ • Μικρόκοσμος εναντίον μακρόκοσμου • Διεμπλοκή • Η τραγωδία του πολέμου

Η αυγή των κβαντικών υπολογιστών
Η γέννηση του τρανζίστορ • Μια ιδιοφυΐα εν δράσει • Η γέννηση της νανοτεχνολογίας • Το ολοκλήρωμα των διαδρομών του Φεΐνμαν • Κβαντικό άθροισμα διαδρομών • Η κβαντική μηχανή Τιούρινγκ • Παράλληλα σύμπαντα • Πολλοί Κόσμοι • Οι πολλοί Κόσμοι του Έβερετ • Αναγέννηση των παράλληλων συμπάντων • Παράλληλα σύμπαντα στο σαλόνι μας • Σύνοψη της Κβαντικής Θεωρίας • Το ρηξικέλευθο έργο του Σορ • Νικώντας τον αλγόριθμο του Σορ • Διαδίκτυο με χρήση λεΐζερ

Η κούρσα ξεκίνησε
Υπεραγώγιμος κβαντικός υπολογιστής • Κβαντικός υπολογιστής παγίδας ιόντων • Φωτονικοί κβαντικοί υπολογιστές • Φωτονικοί υπολογιστές πυριτίου • Τοπολογικοί κβαντικοί υπολογιστές • Κβαντικοί υπολογιστές D-Wave

Μέρος 2

ΟΙ ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΚΑΙ Η ΚΟΙΝΩΝΙΑ

Η προέλευση της ζωής
Δύο Τομές • Τι είναι η ζωη; • Φυσική και βιοτεχνολογια • Τρία στάδια της βιοτεχνολογίας • Το παράδοξο της ζωής • Υπολογιστική χημεία και κβαντική βιολογία

Κάνοντας πράσινο τον κόσμο
Η κβαντική μηχανική της φωτοσύνθεσης • Τεχνητή φωτοσύνθεση • Το τεχνητό φύλλο

Παρέχοντας τροφή στον πλανήτη
Υπερπληθυσμός και λιμός • Επιστήμη για τον πόλεμο και την ειρήνη • ATP:  η μπαταρία της φύσης • Κατάλυση: η συντόμευση της φύσης

Παρέχοντας ενέργεια στον κόσμο
Ηλιακή επανάσταση;  • Η ιστορία της μπαταρίας  • Η επανάσταση του λιθίου • Πέρα από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου • Οι αυτοκινητοβιομηχανίες και οι κβαντικοί υπολογιστές

Μέρος 3

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ

 

Κβαντική υγεία
Η εμφάνιση μικροβίων ανθεκτικών στα φάρμακα • Πώς δρουν τα αντιβιοτικά • Ο ρόλος της κβαντικής ιατρικής • Φονικοί ιοί • Η πανδημία του Covid • Σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης • Αποκρυπτογραφώντας το ανοσοποιητικό σύστημα • Ο ιός Όμικρον • Το μέλλον

Γονιδιακή επεξεργασία και θεραπεία του καρκίνου
Υγρές βιοψίες • Μυρίζοντας τους καρκίνους • Ανοσοθεραπεία • Το παράδοξο του ανοσοποιητικού συστήματος • CRISPR • Το παράδοξο του Πέτο

Τεχνητή Νοημοσύνη και κβαντικοί υπολογιστές
Μηχανές μάθησης • Το πρόβλημα του κοινού νου • Αναδίπλωση πρωτεϊνών • Γέννηση της υπολογιστικής βιολογίας • Prions και ανίατες ασθένειες • «Καλές» και «κακές» εκδοχές της αμυλοειδούς πρωτεΐνης • ALS • Νόσος του Πάρκινσον

Αθανασία
Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής • Τι είναι η γήρανση; • Προβλέποντας πόσο μπορούμε να ζήσουμε • Ρυθμίζοντας ξανά το βιολογικό ρολοΐ • Περιορισμός των θερμίδων • Το κλειδί της γήρανσης: επιδιόρθωση του DNA • Προγραμματίζοντας εκ νέου τα κύτταρα για τη νεότητα • Το κατάστημα του ανθρώπινου σώματος • Μηχανική των ιστών • Ο ρόλος των κβαντικών υπολογιστών • Ψηφιακή αθανασία

Μερος 4

ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΚΟΣΜΟΥ ΚΑΙ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ

Υπερθέρμανση του πλανήτη
CO2 και υπερθέρμανση του πλανήτη • Προβλέψεις για το μέλλον • Το μεθάνιο ως αέριο του θερμοκηπίου • Συνέπειες για τον στρατό • Πολικός στρόβιλος • Τι να κάνουμε; • Κβαντικοί υπολογιστές και προσομοίωση του καιρού • Αβεβαιότητες

Ο Ήλιος σε ένα μπουκάλι
Γιατί λάμπει ο Ήλιος; • Τα πλεονεκτήματα της σύντηξης • Κατασκευή ενός αντιδραστήρα σύντηξης • Άραγε, γιατί καθυστερούμε; • ITER • Ανταγωνιστικά σχέδια • Σύντηξη λεΐζερ • Προβλήματα με τη σύντηξη • Κβαντική σύντηξη

Προσομοιώνοντας το Σύμπαν
Φονικοί αστεροειδείς • Εξωπλανήτες • Εξωγήινοι στο Διάστημα; • Εξέλιξη των αστέρων • Το Γεγονός του Κάρινγκτον • Εκρήξεις ακτίνων γ • Μαύρες τρύπες • Σκοτεινή ύλη • Το Καθιερωμένο Μοντέλο των σωματιδίων • Πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο • Θεωρία χορδών • Οι κβαντικοί υπολογιστές ίσως κρατούν το κλειδί

Μια ημέρα στο έτος 2050
Επίλογος

Κβαντικοί γρίφοι:

Είχε ο Θεός επιλογή; • Το Σύμπαν ως προσομοίωση • Παράλληλα σύμπαντα • Είναι το Σύμπαν ένας κβαντικός υπολογιστής;