Inteligența artificială aduce calculatoarele cuantice mai aproape

Pentru prima dată, fizicienii au demonstrat că inteligența artificială poate reconstrui un sistem cuantic bazat pe măsurători experimentale relativ puține.

Sistemele complexe care ar necesita ani să se reconstruiască cu metodele anterioare ar putea fi analizate integral în câteva ore. Cercetarea va aduce beneficii dezvoltării computerelor cuantice și altor aplicații ale mecanicii cuantice, spun cercetătorii.

Programul de calculator folosește inteligența artificială și depășește campionul mondial al unui joc chinezesc extrem de complicat. „AlphaGo a fost cu adevărat impresionant, așa că am început să ne întrebăm cum putem folosi aceste idei în fizica cuantică”, spune Giuseppe Carleo, co-autor al studiului și cercetător asociat la Centrul de Fizică Cuantică Computațională de la Institutul Flatiron din New Tork.

Sistemele de particule, ca electronii, pot exista în multe configurații diferite, fiecare având o probabilitate mare de a se întâlni. Fiecare electron, de exemplu, poate avea o rotație în sus sau în jos, similar cu pisica lui Schrodinger din celebrul experiment de gândire. Pisica lui Schrodinger  este un paradox, imaginat de fizicianul austriac Erwin Schrödinger în 1935.

El ilustrează ce probleme apar dacă se aplică interpretarea Copenhaga a mecanicii cuantice asupra obiectelor din viața de zi cu zi. Experimentul prezintă o pisică, care poate să fie vie sau moartă, în funcție de un eveniment aleator anterior.

În domeniul cuantic, sistemele neobservate nu există ca niciunul dintre aceste aranjamente. În schimb, sistemul poate fi considerat ca fiind în toate configurațiile posibile simultan.

Această afirmație a mecanicii cuantice înseamnă că nu poți observa niciodată întreaga complexitate a unui sistem într-un singur experiment. În schimb, experimentaliștii efectuează aceleași măsurători mereu, până când pot determina starea întregului sistem.

Bătaie de joc! Judecătoarea lui Vlad Pascu, gest IREAL în public. Românii au rămas mască

Liviu Dragnea aruncă bomba despre PSD! A turnat tot, e mare cutremur…

Această metodă funcționează pentru sistemele simple, care conțin doar câteva particule. Lucrurile se complică atunci când intervin mai multe. Pe măsură ce numărul de particule crește, complexitatea urcă.

Dacă considerăm că fiecare electron poate meargă fie în sus, fie în jos, un sistem de cinci electroni ar avea 32 configurații posibile. Un sistem de 100 de electroni ar avea mai mult de 1 milion de trilioane de trilioane.

Cercetătorii au testat software-ul folosind mai multe date experimentale bazate pe sisteme cuantice diferite. În aceste teste, inteligența artificială depășește cu mult metodele convenționale.

Pentru opt electroni, fiecare cu rotire sus sau jos, software-ul ar putea reconstrui cu precizie sistemul cu aproximativ 100 de măsurători. Pentru comparație, metoda convențională a forței brute a necesitat aproape 1 milion de măsurători pentru a atinge același nivel de precizie.