This Quantum Computer Can See the Future — All 16 of Them

Крошечные частицы света могут путешествовать в суперпозиции различных состояниях одновременно. Исследователи использовали этот квантовый бзик разработать прототип компьютера, который может предсказать, 16 различных вариантов будущего одновременно.
Кредит: Сергей Slussarenko/Университет Гриффит

Когда Миле ГУ загружается его новый компьютер, он может видеть будущее. По крайней мере, 16-ти возможных версий — все одновременно.

ГУ, доцент кафедры физики Наньянского технологического университета в Сингапуре, работает в квантовых вычислениях. Данная отрасль науки использует странные законы, которые регламентируют мельчайшие частицы вселенной, чтобы помочь компьютерам более эффективно рассчитать.

В отличие от классических компьютеров, в которых хранится информация как бит (двоичных цифр 0 или 1), квантовые компьютеры кодирования информации в квантовых битов, или кубитов. Эти субатомные частицы, благодаря странным законам квантовой механики, может находиться в суперпозиции двух разных состояниях одновременно.

Просто как гипотетический Кот Шредингера был одновременно мертвым и живым, пока кто-нибудь открыл коробку кубитов в суперпозиции может быть равна и 0, и 1, пока это не измерить. Хранение нескольких различных результатов в единую кубит мог бы сэкономить кучу памяти по сравнению с традиционными компьютерами, особенно когда дело доходит до принятия сложных прогнозов. [Витая Физике: 7 Умопомрачительных Выводов]

В исследовании, опубликованном 9 апреля в журнале Nature, Гу и его коллеги продемонстрировали эту идею, используя новый квантовый симулятор, который может предсказывать результаты 16 различных вариантов будущего (сумму, равноценную, скажем, монетку четыре раза подряд) в квантовой суперпозиции. Эти возможные варианты будущего были закодированы в одного фотона (квантовой частицы света), которая двигалась вниз одновременно несколькими путями, проходя через ряд датчиков. Затем исследователи пошли на один шаг дальше, выпустив два фотона бок-о-бок и следя за тем, как потенциального будущего каждого фотона расходятся в несколько разных условиях.

«Это вроде как Доктор Стрэндж в Мстителях: Бесконечная война» кино, ГУ сказал Живая Наука. Перед решающей битвой в этом фильме, ясновидящий, врач смотрит вперед во времени, чтобы увидеть 14 миллионов различных вариантов будущего, в надежде найти тот самый, где герои победить большой злодей. «Он делает сводный расчет все эти возможности, чтобы сказать, ‘хорошо, если я изменил свое решение таким способом, сколько будет в будущем изменить?’ Это направление нашей симуляции движется вперед».

Исследователи протестировали их квантовая система предсказания с помощью классической модели называют возмущенных монета.

«Представьте, что это коробка, а внутри это одной монетой», — сказал ГУ. «На каждом шаге процесса, кто-то качает поле немного, поэтому монета имеет небольшую вероятность листать».

В отличие от традиционного подбрасывания монеты, в которых результат всегда был одинаковый шанс попасть либо орел, либо решка, исход каждого возмущенных подбрасывании монеты зависит от состояния монеты был во время предыдущего шага. Если монету перевернуть с головы на хвосты во время третьего трясти коробки, например, после четвертого встряхнуть, вероятно, остаются хвосты.

Исследователи провели два различных вариантах эксперимента монету, тот, в котором коробка была подвигал немного сильнее, а другой слабее покачивания. В каждом эксперименте, коробка была подвигал четыре раза, обеспечивая 16 возможных комбинаций Орлов и решек. После четвертого шага, команда закодированных его наложения все 16 исходов единичного фотона, одновременно показывающий вероятность каждого возможного исхода в зависимости от силы, с которой поле был потрясен.

Наконец, команда смешанная суперпозиции сильно пошатнувшиеся монету и слабо потряс монетку, чтобы создать одну основную карту возможного будущего.

«Это показало нам, как быстро фьючерса расходились в зависимости от того, насколько сильно я потряс коробку на каждом шагу», — сказал ГУ.

Прямо сейчас, ограничений по вычислительной мощности означает симулятор команды можно посмотреть только 16 возможных вариантов будущего одновременно. Однажды, однако, как квантовые компьютеры становятся более мощными и более распространенным явлением, тренажеры такой может быть расширена, чтобы увидеть бесконечно много фьючерсов сразу, сказал ГУ. Это может помочь в таких вещах, как прогноз погоды или сделать более обоснованные инвестиции на фондовом рынке. Это может даже помочь улучшить машинное обучение, что все об искусственном интеллекте обучение само по себе, чтобы сделать все лучше и лучше прогнозов.

Это все «высоко разведочный,» ГУ добавил, и потребуется много дальнейших экспериментов, чтобы выяснить все приложения квантового симулятора. Увы, собственного этот ясновидящий компьютера судьба-будущее, которое пока остается загадкой.

  • Самых больших неразгаданных тайн в физике
  • 18 Раз Квантовая Частица Взорвали Наши Умы
  • Что это? Ответы На Ваши Вопросы Физики

Первоначально опубликовано на прямую науки.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *