Kai Mile Gu paleidžia savo naują kompiuterį, jis gali pamatyti ateitį. Bent jau 16 galimų jo versijų - visos tuo pačiu metu.
Gu, fizikos profesorius, Nanyang technologijos universitetas Singapūre, dirba kvantinio skaičiavimo srityje. Ši mokslo šaka naudoja keistus įstatymus, kurie valdo mažiausius Visatos daleles, kad kompiuteriai galėtų lengviau apskaičiuoti.
Skirtingai nuo klasikinių kompiuterių, kurie kaupia informaciją kaip bitus (dvejetainiai skaitmenys arba 0, arba 1), kvantiniai kompiuteriai koduoja informaciją į kvantinius bitus arba kvites. Šios subatominės dalelės, dėka keistų kvantinės mechanikos dėsnių, gali egzistuoti tuo pačiu metu esant dviem skirtingoms būsenoms.
Hipotetinė Schrödingerio katė tuo pat metu buvo negyva ir gyva, kol kas nors atidarė dėžę, superpozicijos kvadratas gali būti lygus 0 ir 1, kol jis bus išmatuotas. Jei kaupsite kelis skirtingus rezultatus į vieną kvadratą, būtų galima sutaupyti toną atminties, palyginti su tradiciniais kompiuteriais, ypač kai reikia numatyti sudėtingas prognozes.
Tyrime, paskelbtame balandžio 9 d. Žurnale „Nature Communications“, Gu ir jo kolegos pademonstravo šią idėją naudodamiesi nauju kvantiniu simuliatoriumi, kuris gali numatyti 16 skirtingų ateities padarinių (atitikmuo, tarkime, apversti monetą keturis kartus iš eilės) kvantinė superpozicija. Šios galimos ateities buvo užkoduotos viename fotone (kvantinėje šviesos dalelėje), kuris judėjo keliais keliais vienu metu, eidamas per kelis jutiklius. Tada tyrėjai žengė vieną žingsnį toliau, šaudydami du fotonus vienas šalia kito ir stebėjo, kaip kiekvieno fotono ateities galimybės skiriasi šiek tiek skirtingomis sąlygomis.
„Tai tarsi„ Keistasis daktaras “filme„ Keršytojai: begalybės karas ““, - „Gu Science“ pasakojo Gu. Prieš klimaksinį mūšį tame filme, aiškiaregys gydytojas laiku žvalgosi pamatyti 14 milijonų skirtingų ateities, tikėdamasis rasti tą, kuriame didvyriai nugalės didelę blogybę. „Jis apskaičiuoja visas šias galimybes ir sako:„ Gerai, jei pasikeis mano sprendimas tokiu mažu būdu, kiek pasikeis ateitis? “ Tai yra kryptis, kuria mūsų modeliavimas juda į priekį “.
Apverčiama kvantinė moneta
Tyrėjai išbandė savo kvantinį prognozavimo variklį naudodami klasikinį modelį, vadinamą pertraukta moneta.
„Įsivaizduokite, kad dėžutė yra, o viduje - viena moneta“, - sakė Gu. "Kiekviename proceso etape kažkas truputį purtoma dėžutėje, todėl moneta turi nedidelę tikimybę apversti".
Skirtingai nuo tradicinio monetų išmetimo, kurio baigtis visada turi lygias galimybes būti galva ar uodega, kiekvieno sugadinto monetos išmetimo rezultatas priklauso nuo to, kokia buvo moneta ankstesniame žingsnyje. Jei, pavyzdžiui, dėžutės trečiojo pakratymo metu moneta svyravo nuo galvų iki uodegos, tada ketvirtajai purtant tikėtina, kad liks uodegos.
Tyrėjai išleido dvi skirtingas monetų eksperimento versijas: viena dėžutė buvo pritvirtinta šiek tiek stipriau, o kita - silpnesnėmis. Kiekviename eksperimente dėžutė buvo čiupinėjama keturis kartus, pateikiant 16 galimų galvų ir uodegų derinių. Atlikusi ketvirtą žingsnį, komanda užšifravo visų 16 baigčių superpoziciją viename fotone, tuo pačiu parodydama kiekvieno galimo rezultato tikimybę pagal stiprumą, su kuriuo drebėjo dėžutė.
Galiausiai komanda sujungė stipriai suplaktos ir silpnai sukratytos monetos superpozicijas, kad sudarytų vieną pagrindinį galimų ateities žemėlapių žemėlapį.
„Tai parodė mums, kaip greitai ateities sandoriai išsiskyrė, priklausomai nuo to, kaip stipriai aš purtiau dėžutę kiekviename žingsnyje“, - sakė Gu.
Šiuo metu skaičiavimo galios suvaržymai reiškia, kad komandos treniruoklis gali žvelgti tik į 16 galimų ateities iš karto. Tačiau vieną dieną, kai kvantiniai kompiuteriai tampa didesni, galingesni ir įprastesni, tokius treniruoklius kaip šis galima būtų išplėsti, kad būtų galima pamatyti be galo daug ateities iš karto, sakė Gu. Tai galėtų padėti tokiems dalykams kaip orų prognozavimas arba labiau informuotų investicijų į vertybinių popierių rinką sudarymas. Tai netgi galėtų padėti pagerinti mašinų mokymąsi, o visa tai susijusi su paties dirbtinio intelekto mokymu, kad būtų galima numatyti geresnes ir geresnes prognozes.
Visa tai yra „labai tiriamasis“, pridūrė Gu, ir norint išsiaiškinti visas kvantinio treniruoklio programas, reikės dar daug eksperimentuoti. Deja, šio aiškiaregiško kompiuterio likimas yra viena ateitis, kuri tebėra paslaptis.
