Rudolf Cole
0 
4677
70
Když Mile Gu zavede svůj nový počítač, může vidět budoucnost. Alespoň 16 možných verzí - vše ve stejnou dobu.
Gu, odborný asistent fyziky na Technologické univerzitě Nanyang v Singapuru, pracuje v oblasti kvantového počítání. Tato věda používá divné zákony, které řídí nejmenší částice vesmíru, aby pomohly počítačům počítat efektivněji.
Na rozdíl od klasických počítačů, které ukládají informace jako bity (binární číslice buď 0 nebo 1), kvantové počítače kódují informace do kvantových bitů nebo qubits. Tyto subatomické částice mohou díky zvláštním zákonům kvantové mechaniky existovat v superpozici dvou různých stavů současně.
Stejně jako Schrödingerova hypotetická kočka byla současně mrtvá a živá, dokud někdo neotevřel krabici, může se hrana v superpozici rovnat 0 a 1, dokud se nezměří. Uložení více různých výsledků do jediného qubitu by mohlo ve srovnání s tradičními počítači ušetřit tunu paměti, zejména pokud jde o komplikované předpovědi. [Twisted Physics: 7 Mind-Blowing Findings]
Ve studii zveřejněné 9. dubna v časopise Nature Communications, Gu a jeho kolegové demonstrovali tuto myšlenku pomocí nového kvantového simulátoru, který dokáže předpovídat výsledky 16 různých futures (ekvivalent, řekněme, vyhodit minci čtyřikrát za sebou) v kvantová superpozice. Tyto možné futures byly zakódovány do jediného fotonu (kvantové částice světla), který se pohyboval dolů po několika cestách současně při průchodu několika senzory. Poté vědci šli o krok dále, vystřelili dva fotony vedle sebe a sledovali, jak se potenciální budoucnost každého fotonu rozcházela za mírně odlišných podmínek.
„Je to něco jako doktor Strange ve filmu Avengers: Infinity War“, řekl Gu. Před vrcholnou bitvou v tomto filmu se jasnovidný lékař těší na čas, aby viděl 14 milionů různých futures, v naději, že najde tu, kde hrdinové porazí velkou baddii. "Udělá kombinovaný výpočet všech těchto možností, aby řekl:" Dobře, pokud změním své rozhodnutí tímto malým způsobem, jak moc se budoucnost změní? " To je směr, do kterého se naše simulace pohybuje vpřed. “
Obracející kvantovou minci
Vědci testovali svůj motor kvantové predikce pomocí klasického modelu zvaného poruchová mince.
„Představte si, že existuje krabice a uvnitř je jediná mince,“ řekl Gu. "V každém kroku procesu někdo trochu zatřese krabicí, takže mince má malou pravděpodobnost převrácení."
Na rozdíl od tradičního házení mincí, ve kterém má výsledek vždy stejnou šanci na to, že bude buď hlavou nebo ocasem, závisí výsledek každého rozrušení házení mincí na stavu, ve kterém byla mince v předchozím kroku. Pokud by například mince při třetím chvění krabice vyletěla z hlavy k ocasu, pak by pravděpodobně čtvrtý chvěl zůstal ocasy.
Vědci provozovali dvě různé verze experimentu s mincemi, jednu, ve které se krabička trochu silněji kroutila, a druhou se slabšími jiggly. V každém experimentu byla krabice čtyřikrát zamíchána, což poskytlo 16 možných kombinací hlav a ocasu. Po čtvrtém kroku tým zakódoval jeho superpozici všech 16 výsledků v jednom fotonu a současně ukázal pravděpodobnost každého možného výsledku na základě síly, se kterou byl box otřesen..
Nakonec tým kombinoval superpozice silně otřesené mince a slabě otřesené mince, aby vytvořil jednu hlavní mapu možných budoucností.
„To nám ukázalo, jak rychle se futures rozcházely v závislosti na tom, jak tvrdě jsem zatřásl krabicí v každém kroku,“ řekl Gu.
Právě nyní omezení počítačového výkonu znamenají, že týmový simulátor může sledovat pouze 16 možných futures najednou. Jednoho dne však, jak se kvantové počítače stávají většími, výkonnějšími a běžnějšími, simulátory, jako je tento, by mohly být rozšířeny tak, aby viděly nekonečně mnoho budoucnosti najednou, řekl Gu. To by mohlo pomoci ve věcech, jako je předpověď počasí nebo více informované investice na akciovém trhu. Mohlo by to dokonce pomoci zlepšit strojové učení, což je všechno o samotné výuce umělé inteligence, aby bylo možné lépe a lépe předpovídat.
To je vše „vysoce průzkumné“, dodal Gu a bude vyžadovat spoustu dalších experimentů, aby bylo možné zjistit všechny aplikace kvantového simulátoru. Bohužel, vlastní osud tohoto jasnovidného počítače je budoucností, která zůstává záhadou.
- Největší nevyřešená tajemství ve fyzice
- 18 krát kvantové částice krvácel naše mysli
- Co to je? Vaše fyzikální otázky zodpovězeny
Původně publikováno dne .