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».
Telegram 
Дзен 
VK Если достаточно развитая цивилизация может отправлять к звездам не колонистов, а крошечные автономные зонды с ИИ, роботами и архивами знаний, то молчание Вселенной становится еще более странным. Возможно, развитые цивилизации не строят космические империи и не окружают звезды мегаструктурами, а расселяются по Галактике тихо — с помощью малозаметных автоматических систем.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Современные люди проводят днем неподвижно столько же времени, сколько и охотники-собиратели. Но делают это сидя, а не на корточках, как их предки. Физиология человека не адаптирована к сидению, а физические возможности цивилизованных людей — к длительному пребыванию на корточках. Теперь исследователи рассчитали часть цены, которую мы платим за проблему длительного сидения.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии