Кад Миле Гу обуче свој нови рачунар, он може видети будућност. Барем 16 могућих верзија исте - све у исто време.
Гу, доцент физике на Нанианг Технолошком универзитету у Сингапуру, ради на квантном рачунању. Ова грана науке користи чудне законе који управљају најмањим честицама у свемиру како би помогли рачунарима да ефикасније израчунају.
За разлику од класичних рачунара, који информације похрањују као битове (бинарне цифре било 0 или 1), квантни рачунари кодирају информације у квантне битове или кубите. Ове субатомске честице, захваљујући чудним законима квантне механике, могу постојати у суперпозицији два различита стања истовремено.
Баш као што је Сцхродингерова хипотетичка мачка истовремено била мртва и жива док неко није отворио кутију, тако и кубит у суперпозицији може бити једнак и 0 и 1 док се не измери. Чување више различитих резултата у једном кубиту могло би уштедети тону меморије у поређењу с традиционалним рачунарима, посебно када је у питању стварање сложених предвиђања.
У студији објављеној 9. априла у часопису Натуре Цоммуницатионс, Гу и његове колеге демонстрирали су ову идеју користећи нови квантни симулатор који може предвидјети исходе 16 различитих будућности (еквивалент за рецимо превртање новчића четири пута заредом) у квантна суперпозиција. Ове могуће будућности биле су кодиране у једном фотону (квантној честици светлости) који се кретао низ стазе истовремено док је пролазио кроз неколико сензора. Затим су истраживачи отишли корак даље, испаљивајући два фотона један поред другог и пратећи како се потенцијална будучност фотона разликује под мало другачијим условима.
"То је некако као Доктор Странге у филму" Осветници: Рат бесконачности ", Гу је изјавио Ливе Сциенце. Пре климатичне битке у том филму, јасновидни лекар ишчекује време да види 14 милиона различитих будућности, надајући се да ће наћи ону у којој јунаци победе велике бадиће. "Он комбинује све ове могућности да каже:" У реду, ако променим своју одлуку на тако мали начин, колико ће се променити будућност? " Ово је правац према којем се креће наша симулација. "
Превртање квантне кованице
Истраживачи су тестирали свој квантни мотор предвиђања користећи класични модел назван узнемирени новчић.
"Замислите да постоји кутија, а унутра је један новчић", рекао је Гу. "На сваком кораку поступка, неко мало протресе кутију, тако да новчић има малу вероватноћу да се окрене."
За разлику од традиционалног бацања новчића, у којем исход увек има једнаке шансе да буде или глава или репови, исход сваког изметнутог бацања новчића зависи од стања у коме је био новчић током претходног корака. Ако би новчић пребацио с главе на репове, на примјер, током трећег потресања кутије, тада ће вјероватно остати четврти трзај.
Истраживачи су извели две различите верзије експеримента са новчићима, једну у којој је кутија мало снажније пометана, а друга са слабијим клизаљкама. У сваком експерименту, кутија је била мешана четири пута, пружајући 16 могућих комбинација главе и репова. Након четвртог корака, тим је кодирао суперпозицију свих 16 резултата у једном фотону, истовремено показујући вероватноћу сваког могућег исхода на основу снаге којом се кутија тресла.
Коначно, тим је комбиновао суперпозиције снажно потресаног новчића и слабо потресеног новчића како би створио једну главну мапу могућих будућности.
"Ово нам је показало колико су се брзо разликовале будућности, овисно о томе колико сам ја снажно шутирао кутију на сваком кораку", рекао је Гу.
Тренутно, ограничења у рачунарској снази значе да тимски симулатор може гледати само 16 могућих будућности. Међутим, једног дана, како квантни рачунари постају већи, моћнији и уобичајенији, симулаторе попут овог могло би се проширити да се одједном види бесконачно много будућности, рекао је Гу. То би могло помоћи у стварима попут временске прогнозе или упућивања више информисаних улагања у берзу. То би чак могло помоћи побољшању машинског учења, које се односи на само подучавање вештачке интелигенције како би се боље и боље прогнозирале.
Ово је све "високо истраживачко", додао је Гу, и захтеваће пуно даљег експериментирања да би се откриле све апликације квантног симулатора. Јао, судбина овог видовитог рачунара једна је будућност која остаје мистерија.
