Головна Новини світу Технології

Квантовий комп'ютер що здатен передбачати майбутнє

10 сер 2019, 15:47 Vap.in.ua 461
квантовий комп'ютер

Крихітні частинки світла можуть подорожувати в суперпозиції багатьох різних станів одночасно. Дослідники використовували цю квантову примху для розробки прототипу квантового комп'ютера, який може передбачати 16 різних варіантів майбутнього одночасно.

Коли Майл Гу завантажує свій новий комп'ютер, він бачить майбутнє. Принаймні, його 16 можливих версій - все одночасно. Гу, доцент фізики в Технологічному університеті Наньянг в Сінгапурі, працює в області квантових обчислень. Ця галузь науки використовує дивні закони, які управляють дрібними частками всесвіту, щоб допомогти комп'ютерів більш ефективно обчислювати.На відміну від класичних комп'ютерів, які зберігають інформацію у вигляді бітів (виконавчі цифри 0 або 1), квантові комп'ютери кодують інформацію в квантові біти або кубіти. Ці субатомні частинки, завдяки дивним законам квантової механіки, можуть існувати в суперпозиції двох різних станів одночасно.

квантовий комп'ютер

Так само, як гіпотетична кішка Шредінгера була одночасно мертва і жива, поки хтось не відкрив коробку, кубіт в суперпозиції може дорівнювати 0 і 1, поки не буде виміряно. Зберігання декількох різних результатів в одному кубите може заощадити тонну пам'яті в порівнянні з традиційними комп'ютерами, особливо коли мова йде про складні прогнози.У дослідженні, опублікованому 9 квітня в журналі Nature Communications, Гу і його колеги продемонстрували цю ідею, використовуючи новий квантовий симулятор, який може передбачити результати 16 різних ф'ючерсів (еквівалент, скажімо, підкидання монети чотири рази поспіль) в квантовій суперпозиції.

Ці можливі варіанти майбутнього були закодовані в одному фотоні (квантової частинки світла), який рухався по декількох шляхах одночасно, проходячи через кілька датчиків. Потім дослідники пішли ще далі, випустивши два фотона пліч-о-пліч і відстеживши, як потенційне майбутнє кожного фотона розходилося в злегка відрізняючих умовах.«Це схоже на доктора Стренджа у фільмі« Месники: Нескінченна війна », - сказав Гу в прямому ефірі Science. Перед кульмінаційною битвою в цьому фільмі ясновидець доктор смакує час побачити 14 мільйонів різних варіантів майбутнього, сподіваючись знайти те, де герої переможуть великого лиходія. «Він комбінує всі ці можливості, щоб сказати:« Добре, якщо я так мало змінив своє рішення, наскільки зміниться майбутнє? »Цей напрямок, в якому рухається наше моделювання».

суперпозиція часток квантового комп'ютера

Підкидання квантової монети

Дослідники перевірили свій механізм квантового передбачення, використовуючи класичну модель, названу 'збудженою' монетою.

«Уявіть, що є коробка, а всередині - одна монета», - сказав Гу. «На кожному етапі процесу хтось трохи струшує коробку, тому у монети є невелика ймовірність перевернутися».На відміну від традиційного кидка монети, в якому результат завжди має рівні шанси бути або орлом, або решкою, результат кожного обуреного кидка монети залежить від стану, в якому перебувала монета на попередньому кроці. Наприклад, якщо монета перевернеться з орла на решку під час третього струшування коробки, то четвертий помах, швидше за все, залишиться орлом. Дослідники провели дві різні версії експерименту з монетами, одна з яких була трохи сильніше перемішана, а інша - більш слабкою. У кожному експерименті коробку перемішували чотири рази, забезпечуючи 16 можливих комбінацій орлів і решок. Після четвертого кроку команда закодувала його суперпозицію всіх 16 результатів в одному фотоні, одночасно показуючи ймовірність кожного можливого результату, грунтуючись на силі, з якою стрясали коробку.Нарешті, команда об'єднала суперпозиції сильно враженої монети і слабо враженої монети, щоб створити одну майстер-карту можливих варіантів майбутнього.

«Це показало нам, як швидко розходяться ф'ючерси в залежності від того, як сильно ми трясли коробку на кожному кроці», - сказав Гу. В даний час обмеження обчислювальної потужності означають, що симулятор команди може одночасно переглядати тільки 16 можливих варіантів майбутнього. Проте одного разу, коли квантові комп'ютери стануть більше, могутніше і звичніше, симулятори, подібні до цього, можуть бути розширені для одночасного перегляду нескінченного числа ф'ючерсів, сказав Гу. Це може допомогти в таких речах, як прогнозування погоди або більш інформовані інвестиції на фондовому ринку. Це могло б навіть допомогти поліпшити машинне навчання, яке зводиться до того, щоб штучний інтелект сам навчав робити кращі і кращі прогнози.

Це все "треба досліджувати", додав Гу, і зажадає багато додаткових експериментів, щоб з'ясувати всі додатки квантового симулятора. На жаль, власна доля цього ясновидця комп'ютера - це майбутнє, яке залишається загадкою.






Інформація

Відвідувачі, що знаходяться в групі Гості, не можуть залишати коментарі до даної публікації.


    дивіться також

    категорії: