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 Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
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.
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