Когато Майл Гу зарежда новия си компютър, той може да

Когато Майл Гу зарежда новия си компютър, той може да види бъдещето. Всъщност минимум 16 вероятни разновидността на бъдещето и всичките едновременно.

Гу, помощник по физика в Nanyang Technological University в Сингапур, работи в региона на квантовите калкулации. Този клон на науката употребява странните закони, които ръководят най-малките частици на Вселената, с цел да оказват помощ на компютрите да работят по-ефективно.

За разлика от класическите компютри, които съхраняват информация като битове (двоични числа от 0 или 1), информацията за квантовите компютри е в квантови битове или кубити. Тези субатомни частици, с помощта на странните закони на квантовата механика, могат да съществуват в суперпозиция на две разнообразни положения по едно и също време.

Точно както хипотетичната котка на Шрьодингер е била по едно и също време мъртва и жива, до момента в който някой не отвори кутията, един кубит в суперпозиция може да бъде еднакъв както на 0, по този начин и на 1, до момента в който се мери.

Съхраняване на голям брой разнообразни резултати в един кубит може да спести доста памет спрямо обичайните компютри, изключително когато става дума за комплицирани прогнози.

В изследване, оповестено в списание Nature Communications, Гу и неговите сътрудници показват тази концепция, употребявайки нов квантов симулатор, който може да предскаже резултатите от 16 разнообразни положения на бъдещето или фючърси (еквивалент на, да речем, превръщане на монета четири пъти поред на една страна) в квантова суперпозиция. Тези вероятни фючърси са кодирани в един единствен фотон (квантова парченце от светлина), който се движи по няколко пътя по едно и също време, до момента в който минава през няколко датчика. След това откривателите отиват още една крачка напред, изстрелвайки два фотона редом и проследявайки по какъв начин евентуалните фючърси на всеки фотон се отклоняват при леко разнообразни условия.

„ Това е нещо като Доктор Стрейндж във кино лентата „ Отмъстителите: безкрайна война „, споделя Гу. Преди най-голямата борба в този филм, доктор ясновидец гледа в бъдещето, с цел да види 14 милиона разнообразни разновидности, надявайки се да откри оня, в който героите ще победят неприятния.

„ Той прави комбинирано пресмятане на всички тези благоприятни условия, с цел да каже: “ Добре, в случай че трансформира решението си по този дребен метод, до каква степен това ще промени бъдещето? Това е посоката, към която се движи нашата симулация “, изяснява Гу.

Изследователите тествали своята технология за квантово предсказание, употребявайки типичен модел, наименуван „ монета в хаос “.

„ Представете си, че има кутия, а вътре е единствено една монета “, споделя Гу. „ На всяка стъпка от процеса, някой разклаща кутията леко, тъй че монетата има относително дребна възможност за катурване. “
За разлика от обичайното мятане на монетата, при което резултатът постоянно има еднакъв късмет да бъде или ези или тура, резултатът от всяко превръщане на монетата зависи от положението й през миналата стъпка. Ако монетата се преобърне от ези на тура по време на третото разлюляване на кутията, да вземем за пример, тогава след четвъртото разлюляване евентуално ще остане тура.

Изследователите организират две разнообразни версии на опита с монетата – едната от тях, в която кутията е по-силно поклащана, а другата – с по-слаби поклащания. Във всеки опит, кутията е разклащана четири пъти, осигурявайки 16 вероятни комбинации от ези и тура. След четвъртата стъпка, екипът кодира своята суперпозиция на всички 16 резултата в един единствен фотон, показвайки по едно и също време вероятността за всеки вероятен излаз въз основа на силата, с която е разтърсена кутията.

И най-после, екипът комбинира суперпозициите на мощно разтърсената монета и тези на едва разтърсената монета, с цел да основат една основна карта на вероятните фючърси.

„ Това ни сподели какъв брой бързо фючърсите могат да се трансформират според от това какъв брой мощно разтърсваме кутията при всяка стъпка “, споделя Гу.

Точно в този момент, рестриктивните мерки на изчислителната мощност значат, че симулаторът на екипа може да прегледа единствено 16 вероятни фючърса едновременно. Един ден обаче, защото квантовите компютри стават по-големи, по-мощни и по-често срещани, симулации като тази могат да бъдат разширени, с цел да видят безпределно доста разновидности за бъдещето по едно и също време, изяснява Гу. Това би могло да спомогне за неща като прогнозиране на времето или за по-информирани вложения на фондовия пазар. Това може да помогне и за възстановяване на машинното образование, което е обвързвано с изкуствения разсъдък, който се образова да прави още по-добри прогнози.

„ Всичко това е изследване в начален етап “, прибавя Гу „ и ще изисква доста спомагателни опити, с цел да се схванат всички приложения на квантовия симулатор. Уви, ориста на този компютър-ясновидец е едно бъдеще, което си остава мистерия “, заключава той.