Новое квантовое устройство генерирует варианты будущего в состоянии суперпозиции - Naked ScienceNaked Science
9 апреля
6 минут
Naked Science
7

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.

singaporeand1

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. 

 

Экспериментальная установка / © NTU, Singapore

 

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».

14 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Грузинский ученый предположил существование крошечных, способных к самокопированию зондов, с помощью которых высокоразвитая цивилизация могла бы исследовать и осваивать Галактику.

14 октября
9 минут
ФизТех

Международная команда ученых оценила сколько людей в мире болеют и умирают от рака, каково число лет жизни прожитых больными с онкологией или потерянных вследствие преждевременной смерти, какие из видов рака наиболее распространены, а какие уносят наибольшее число жизней, и насколько рак сопоставим с другими болезнями.

14 октября
5 минут
Мария Назарова

Простая анимация доказывает, что сверхсветовые корабли оказались бы бесполезными в реальности.

14 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Грузинский ученый предположил существование крошечных, способных к самокопированию зондов, с помощью которых высокоразвитая цивилизация могла бы исследовать и осваивать Галактику.

14 октября
9 минут
ФизТех

Международная команда ученых оценила сколько людей в мире болеют и умирают от рака, каково число лет жизни прожитых больными с онкологией или потерянных вследствие преждевременной смерти, какие из видов рака наиболее распространены, а какие уносят наибольшее число жизней, и насколько рак сопоставим с другими болезнями.

14 октября
5 минут
Мария Назарова

Простая анимация доказывает, что сверхсветовые корабли оказались бы бесполезными в реальности.

14 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Грузинский ученый предположил существование крошечных, способных к самокопированию зондов, с помощью которых высокоразвитая цивилизация могла бы исследовать и осваивать Галактику.

14 октября
9 минут
ФизТех

Международная команда ученых оценила сколько людей в мире болеют и умирают от рака, каково число лет жизни прожитых больными с онкологией или потерянных вследствие преждевременной смерти, какие из видов рака наиболее распространены, а какие уносят наибольшее число жизней, и насколько рак сопоставим с другими болезнями.

27 сентября
57 минут
Александр Березин

Глобальное потепление имеет не только негативные последствия: оно заметно снизило смертность среди людей и увеличило биомассу в дикой природе, запустив процесс глобального озеленения.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментарий
Ксеня Ксеня
6 месяц назад
-
0
+
генерирующий на основе каких метрик и данных? если изначальных, то все варианты у них перед носом, если искажённых - так же, перед носом... если вопрос о будущем "искажённых метрик", то отсутствия доступа к данным движения всех частиц - страдают "выдаваемые данные". Та вселенная, в которой пытаются прочитать метрики, не обладает данными вселенной "откуда данная вселенная загружена", соответственно они не могут просчитать все метрики, тут вопрос в честности общества, если общество нечестно - квантовый компьютер будет "также бздеть". К примеру, консорциум из 16 производителей и держателей общака чего-то сделают "квантовый компьютер", не учитывая мнения остальных, компьютер в итоге будет рисовать будущее "угодное лишь своим временным владельцам чего-то"... это как: "мир зависящий от специй", или "мир зависящий от величины сисек"...
Владимир Корт
6 месяц назад
-
0
+
Это заложено в основу обучения.
Владимир Корт
6 месяц назад
-
0
+
Я так понял, что суперпозиция это наиболее вероятное решение из 16 вариантов, т.е. решение будет одно на основе 16решений. Решения физические, квантовые.
ulogin_vkontakte_176913941
6 месяц назад
-
0
+
Немного не понял: - устройство генерирует варианты будущего - "генерирует" в смысле "симулирует" различные сценарии "внутри себя", как обычный компьютер, или натурально создаёт различные варианты будущего в масштабе Мультивселенной (как с тем примером, когда Вселенная раздваивается вследствие какого-либо варианта выбора)? Может, после эксперимента, где-то произошло 16 "Больших Взрывов", и через десяток миллиардов тамошних лет некие разумные существа будут задаваться вопросом насчёт происхождения своих Вселенных) Вопрос риторический, вряд ли мне кто-то ответить. Но было бы здорово узнать, как это проверить.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.