Ez a kvantum számítógép látja a jövőt – ezek mindegyike 16


Ez a kvantum számítógép láthatja a jövőt - ezek mindegyike 16

A fény apró részecskéi egyidejűleg sok különböző állam szuperpozíciójában mozoghatnak. A kutatók ezt a kvantumköteget használták egy prototípus számítógép tervezésére, amely egyszerre 16 különböző határidőt képes előre megjósolni.

Hitel: Sergei Slussarenko / Griffith Egyetem

Amikor Mile Gu felemeli az új számítógépét, láthatja a jövőt. Legalább 16 lehetséges változata egyszerre.

Gu, a szingapúri Nanyang Műszaki Egyetem fizikai professzora, kvantumszámítógépen dolgozik. Ez a tudományág az univerzum legkisebb részecskéit szabályozó furcsa törvényeket használja a számítógépek hatékonyabb kiszámításához.

Ellentétben a klasszikus számítógépekkel, amelyek biteket tárolnak (0 vagy 1 bináris számjegyek), a kvantum számítógépek kódinformációi kvantum bitekké vagy qubits-ba. Ezek a szubatomi részecskék a kvantummechanika furcsa törvényeinek köszönhetően egyidejűleg két különböző állapot szuperpozíciójában létezhetnek.

Ahogy Schrödinger hipotetikus macskája egyidejűleg halott és életben maradt, amíg valaki kinyitotta a dobozt, egy szuperpozícióban lévő qubit mind a 0, mind a 1-et egyenlő, amíg meg nem mérik. Több különböző eredmény tárolása egyetlen qubitba megmenthet egy tonna memóriát a hagyományos számítógépekhez képest, különösen, ha bonyolult előrejelzésekre van szükség. [Twisted Physics: 7 Mind-Blowing Findings]

A Nature Communications című folyóiratban április 9-én megjelent tanulmányban Gu és munkatársai egy új kvantum szimulátor segítségével mutatták be ezt az elképzelést, amely megjósolhatja a 16 különböző határidős eredményt (vagyis az egymás után négyszer egymás után érkező érméket). kvantum szuperpozíció. Ezeket a lehetséges határidőket egyetlen fotonban (a fény kvantum részecskéjében) kódolták, amely egyidejűleg több pályát mozgatott több érzékelőn áthaladva. Ezután a kutatók egy lépéssel tovább mentek, két fotont lőttek egymás mellett, és nyomon követték, hogy az egyes fotonok potenciális jövője kissé eltérő körülmények között különbözött.

"Olyan, mint a Strange Doktor az" Avengers: Infinity War "filmben, Gu mondta Live Science-nek. Mielőtt a filmben egy éghajlati csatát vívott volna, a tisztázó orvos várakozással tekint arra, hogy 14 millió különböző határidőt vár, remélve, hogy megtalálja azt a helyet, ahol a hősök legyőzik a nagyot. "Mindezeket a lehetőségeket együttesen számítja ki, hogy azt mondja:" OK, ha megváltoztatom a döntést ebben a kis módon, mennyi lesz a jövőbeli változás? " Ez az az irány, amivel a szimuláció előre halad. "

A kutatók tesztelték kvantum-előrejelző motorjukat, egy klasszikus modellt, a perturbált érmét.

– Képzeld el, hogy van egy doboz, és benne egy érme – mondta Gu. "A folyamat minden egyes lépésében egy kicsit megrázza a dobozt, így az érme kis valószínűséggel fordul elő."

Ellentétben a hagyományos érme dobással, amelyben az eredmény mindig egyenlő eséllyel vagy fejjel van, minden egyes zavaró érme dobásának eredménye függ attól, hogy az érme milyen állapotban volt az előző lépésben. Ha például az érme a doboz harmadik felrázásakor a fejről farokba fordul, akkor a negyedik rázás valószínűleg farok maradna.

A kutatók két különféle verziót futtattak az érme-kísérletből, amelyekben a doboz egy kicsit erősebb volt, a másik pedig gyengébb volt. Minden kísérletben a dobozt négyszer fogták be, 16 fej és farok lehetséges kombinációját. A negyedik lépés után a csapat egyetlen fotonban kódolta az összes 16 eredmény szuperpozícióját, egyidejűleg megmutatva az esetleges kimenetel valószínűségét azon a erősségen alapulva, amellyel a doboz rázódott.

Végül a csapat összevonta az erősen megrázott érme és a gyengén megrázott érme szuperpozícióit, hogy létrehozzon egy lehetséges térképet a lehetséges határidőkről.

"Ez megmutatta nekünk, hogy milyen gyorsan különböztek meg a határidők attól függően, hogy milyen keményen megráztam a dobozt minden lépésben," mondta Gu.

Jelenleg a számítási teljesítmény korlátozása azt jelenti, hogy a csapat szimulátora egyszerre csak 16 lehetséges jövőre nézhet. Egy nap azonban, mivel a kvantum számítógépek egyre nagyobbak, erősebbek és gyakrabban fordulnak elő, az ilyen szimulátorok kibővíthetők, hogy végtelen sok határidőt lássanak egyszerre, Gu mondta. Ez segíthet az olyan helyzetekben, mint az időjárás-előrejelzés, vagy a tőzsdén való tájékozottabb befektetések. Ez még segíthet a gépi tanulás javításában is, ami a mesterséges intelligenciáról szól, ami önmagában a jobb és jobb előrejelzéseket tanítja.

Ez mind "rendkívül feltáró", Gu hozzáadott, és sok további kísérletet igényel, hogy kitaláljuk az összes kvantum szimulátor alkalmazását. Sajnos, ez a tisztánlátó számítógép saját sorsa egy jövő, amely rejtély marad.

Eredetileg megjelent Élő tudomány.