Новое квантовое устройство генерирует варианты будущего в состоянии суперпозиции
Исследователи из Сингапура и Австралии разработали фотонный квантово-информационный процессор, способный генерировать 16 вероятных сценариев будущего одновременно.
Команда исследователей из Наньянгского технологического университета в Сингапуре (NTU) и Университета Гриффита в Австралии соорудила прототип квантового устройства, способного генерировать все возможные варианты будущего в состоянии одновременной квантовой суперпозиции. Исследование опубликовано в статье журнала Nature Communications.
«Когда мы думаем о будущем, то сталкиваемся с огромным количеством возможностей, — объясняет доцент Майл Гу из NTU, руководивший разработкой квантового алгоритма для прототипа. — Эти возможности растут в геометрической прогрессии по мере того, как мы движемся дальше в будущее. Например, даже если у нас есть всего две возможности выбора каждую минуту, то менее чем через полчаса будет уже 14 миллионов возможных вариантов будущего. Менее чем за день это число уже превысит количество атомов во Вселенной».
Исследователи пришли к выводу, что квантовый компьютер может изучить все возможные варианты будущего, поместив их в состояние квантовой суперпозиции, наподобие одновременно живого и мертвого кота Шредингера.
Для реализации этой схемы они объединились с экспериментальной группой из Университета Гриффита под руководством профессора Джеффа Прайда. Совместно ученые разработали специальный фотонный квантово-информационный процессор, в котором потенциальные варианты будущего представлены расположением фотонов. Затем они продемонстрировали, что квантовое устройство находилось в состоянии суперпозиции множественных возможных будущих, определенных вероятностью их реализации.
«На создание этого устройства нас вдохновил нобелевский лауреат Ричард Фейнман, — говорит доктор Джейн Томпсон из сингапурской команды. — Когда Фейнман стал изучать квантовую физику, он понял, что при движении частицы из точки А в точку Б она необязательно следует единственному пути. Напротив, она одновременно проходит все возможные пути, соединяющие точки. Наша работа расширяет этот феномен и использует его для моделирования статистических будущих».
Устройство уже продемонстрировало одно применение: оно измерило, как уклон в сторону конкретного выбора в настоящем влияет на будущее.
«Наш подход заключается в синтезе квантовой суперпозиции всех возможных будущих для каждого уклона, — объясняет член экспериментальной команды Фарзат Гафари. — Сопоставляя эти суперпозиции друг с другом, мы можем полностью избежать рассмотрения каждого возможного будущего в отдельности. Более того, множество современных алгоритмов ИИ учатся посредством наблюдения за тем, как небольшие изменения в их поведении могут привести к разным результатам в будущем, так что наши техники могут помочь квантово-усиленным ИИ учиться результату своих действий более эффективно».
Как отмечают специалисты, несмотря на то, что их нынешний прототип симулирует максимум 16 будущих одновременно, лежащий в его основе квантовый алгоритм можно масштабировать безгранично.
«Именно это делает эту область такой увлекательной, — говорит Прайд. — Это напоминает классические компьютеры 1960-х. Как немногие могли представить широкий спектр применения классических компьютеров 60-х, мы все еще не вполне понимаем, на что способны квантовые компьютеры. Каждое открытие нового способа применения предоставляет новый импульс их технологическому развитию».
Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.
Поток новостей показывает каждое научное открытие как необычно важное, отчего бывает сложно выделить самые значимые. Вот наша версия десятки самых выдающихся научных достижений года. Расскажем о них поподробнее.
Благодаря принятию Монреальского протокола в 1989 году прогноз по среднегодовой температуре на 2050-й улучшился на 1 °C.
Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.
Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.
Конспирологические теории давно вышли за пределы камерных форумов в Сети и разговоров на кухнях – сегодня о них можно прочитать в газетах и услышать по ТВ. Их сторонники считают, что Земля плоская, первые лица государств – инопланетяне-рептилоиды, а ВИЧ выдумали фармакологические компании. Разберемся, какие особенности нашего восприятия делают конспирологию такой привлекательной и может ли вера в мировой заговор нанести реальный ущерб.
Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.
В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?
Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.
Комментарии
