Vova Krasen
0 
2202
530
Când Mile Gu își pornește noul computer, poate vedea viitorul. Cel puțin 16 versiuni posibile ale acestuia - toate în același timp.
Gu, profesor asistent de fizică la Universitatea Tehnologică Nanyang din Singapore, lucrează în calculul cuantic. Această ramură a științei folosește legile ciudate care guvernează cele mai mici particule ale universului pentru a ajuta calculatoarele să calculeze mai eficient.
Spre deosebire de computerele clasice, care stochează informații sub formă de biți (cifre binare de 0 sau 1), calculatoarele cuantice codează informațiile în biți cuantici sau qubit. Aceste particule subatomice, datorită legilor ciudate ale mecanicii cuantice, pot exista într-o superpoziție a două stări diferite în același timp.
La fel cum ipotetica pisică a lui Schrödinger era simultan moartă și vie până când cineva a deschis cutia, un qubit dintr-o superpoziție poate fi egal cu 0 și 1 până când este măsurat. Stocarea mai multor rezultate diferite într-un singur qubit ar putea economisi o tonă de memorie în comparație cu calculatoarele tradiționale, mai ales când vine vorba de a face predicții complicate. [Fizică răsucită: 7 constatări suflante]
Într-un studiu publicat pe 9 aprilie în jurnalul Nature Communications, Gu și colegii săi au demonstrat această idee folosind un nou simulator cuantic care poate prezice rezultatele a 16 futures diferite (echivalentul, să spunem, aruncarea unei monede de patru ori la rând) în o superpoziție cuantică. Aceste posibile futuri au fost codate într-un singur foton (o particulă cuantică de lumină) care a mutat mai multe căi simultan în timp ce trece prin mai mulți senzori. Apoi, cercetătorii au mers cu un pas mai departe, trăgând doi fotoni unul lângă altul și urmărind modul în care viitorul potențial al fotonilor a divergent în condiții ușor diferite.
„Este un fel ca Doctor Strange în filmul„ Avengers: Infinity War ”, a spus Gu. Înainte de o bătălie culminantă în acel film, medicul clarvăzător așteaptă cu nerăbdare în timp să vadă 14 milioane de viitoruri diferite, în speranța de a-l găsi pe cel în care eroii să învingă marele rău. "El face un calcul combinat al tuturor acestor posibilități pentru a spune:„ OK, dacă mi-aș schimba decizia în acest mod mic, cât de mult se va schimba viitorul? " Aceasta este direcția în care simularea noastră se îndreaptă înainte ".
Răsturnarea unei monede cuantice
Cercetătorii și-au testat motorul cu predicție cuantică folosind un model clasic numit monedă perturbată.
„Imaginează-ți că există o cutie, iar în interiorul ei este o monedă unică”, a spus Gu. "La fiecare pas al procesului, cineva agită puțin cutia, astfel încât moneda are o mică probabilitate de a rambursa".
Spre deosebire de o lansare tradițională a monedelor, în care rezultatul are întotdeauna o șansă egală de a fi fie capete, fie cozi, rezultatul fiecărei aruncări de monede perturbate depinde de starea în care s-a aflat moneda în etapa anterioară. Dacă moneda s-ar întoarce de la capete la cozi în timpul celei de-a treia agitări a cutiei, de exemplu, atunci cea de-a patra scuturare ar putea rămâne cozi.
Cercetătorii au derulat două versiuni diferite ale experimentului monedei, una în care cutia a fost zguduită puțin mai puternic și alta cu jiggle mai slabe. În fiecare experiment, cutia a fost zguduită de patru ori, oferind 16 combinații posibile de capete și cozi. După cel de-al patrulea pas, echipa a codificat superpoziția tuturor celor 16 rezultate într-un singur foton, arătând simultan probabilitatea fiecărui rezultat posibil pe baza puterii cu care a fost agitată cutia..
În cele din urmă, echipa a combinat superpozițiile monedei puternic agitate și moneda slab agitată pentru a crea o hartă principală a viitorului posibil.
"Acest lucru ne-a arătat cât de repede s-a diverșat viitorul în funcție de cât de tare am zguduit cutia la fiecare pas", a spus Gu.
În acest moment, constrângerile privind puterea de calcul înseamnă că simulatorul echipei poate privi doar 16 posibile futuri simultan. Cu toate acestea, într-o zi, pe măsură ce computerele cuantice devin mai mari, mai puternice și mai obișnuite, simulatoare ca acesta ar putea fi extinse pentru a vedea infinit de multe futuri simultan, a spus Gu. Acest lucru ar putea ajuta lucrurile precum previziunea vremii sau realizarea de investiții mai informate pe piața bursieră. Ar putea chiar ajuta la îmbunătățirea învățării mașinilor, care se referă la învățarea inteligenței artificiale în sine pentru a face predicții mai bune și mai bune.
Acesta este totul „extrem de explorator”, a adăugat Gu și va necesita multe experimentări suplimentare pentru a descoperi toate aplicațiile simulatorului cuantic. Din păcate, propriul destin al acestui computer clarvăzător este un viitor care rămâne un mister.
- Cele mai mari mistere nesoluționate în fizică
- 18 ori particule quantice ne-au suflat mintea
- Ce e aia? Întrebările dvs. de fizică au răspuns
Publicat inițial la .