Kad Mile Gu digne svoje novo računalo, on može vidjeti budućnost. Najmanje 16 mogućih inačica istog - sve u isto vrijeme.
Gu, docent fizike na Nanyang Tehnološkom sveučilištu u Singapuru, radi na kvantnom računanju. Ova grana znanosti koristi čudne zakone koji upravljaju najmanjim česticama u svemiru kako bi pomogli računalima da izračunaju efikasnije.
Za razliku od klasičnih računala, koja podatke pohranjuju kao bitove (binarne znamenke bilo 0 ili 1), kvantna računala podatke kodiraju u kvantne bite ili qubite. Te subatomske čestice, zahvaljujući čudnim zakonima kvantne mehanike, mogu postojati u superpoziciji dva različita stanja istovremeno.
Baš kao što je Schrödingerova hipotetička mačka istodobno bila mrtva i živa dok netko nije otvorio kutiju, tako i kubit u superpoziciji može biti jednak i 0 i 1 dok se ne izmjeri. Spremanje više različitih rezultata u jedan qubit moglo bi uštedjeti tonu memorije u usporedbi s tradicionalnim računalima, posebno kada je u pitanju stvaranje složenih predviđanja.
U studiji objavljenoj 9. travnja u časopisu Nature Communications, Gu i njegovi kolege demonstrirali su ovu ideju koristeći novi kvantni simulator koji može predvidjeti ishode 16 različitih budućnosti (ekvivalent za recimo prebacivanje novčića četiri puta zaredom) u kvantna superpozicija. Te su moguće budućnosti bile kodirane u jednom fotonu (kvantnoj čestici svjetlosti) koji se kretao niz staze istovremeno prolazeći kroz nekoliko senzora. Zatim su istraživači otišli korak dalje, ispaljivajući dva fotona jedan pored drugog i prateći kako se potencijalna budućnosti svakog fotona razilaze u nešto drugačijim uvjetima.
"To je nekako poput doktora Strangea u filmu" Osvetnici: Rat beskonačnosti ", Gu je izjavio Live Scienceu. Prije klimaktične bitke u tom filmu, vidovnjak se s vremenom veseli da vidi 14 milijuna različitih budućnosti, nadajući se da će naći onu u kojoj junaci pobjede veliku badiću. "On čini kombinirano računanje svih ovih mogućnosti kako bi rekao:" U redu, ako bih svoju odluku promijenio na tako mali način, koliko će se promijeniti budućnost? " Ovo je smjer kojim se naša simulacija kreće prema naprijed. "
Prevrtanje kvantne kovanice
Istraživači su testirali njihov motor za kvantno predviđanje koristeći klasični model nazvan uznemireni novčić.
"Zamislite da postoji kutija, a unutra je jedan novčić", rekao je Gu. "Na svakom koraku postupka, netko malo protrese kutiju, tako da novčić ima malu vjerojatnost da će ga okrenuti."
Za razliku od tradicionalnog bacanja novčića, u kojem ishod uvijek ima jednaku šansu da bude ili glava ili rep, ishod svakog izmetnutog bacanja novčića ovisi o stanju u kojem je bio novac u prethodnom koraku. Ako se, primjerice, kovanica prebaci s glave na repove tijekom trećeg potresanja kutije, tada će četvrti potres vjerojatno ostati repovi.
Istraživači su pokrenuli dvije različite verzije eksperimenta s novčićima, jednu u kojoj je kutija malo jače stisnuta, a druga sa slabijim klipovima. U svakom eksperimentu, kutija je bila pomicana četiri puta, pružajući 16 mogućih kombinacija glave i repova. Nakon četvrtog koraka, tim je kodirao superpoziciju svih 16 rezultata u jednom fotonu, istodobno pokazujući vjerojatnost svakog mogućeg ishoda na temelju snage kojom se kutija tresla.
Konačno, tim je kombinirao superpozicije snažno potresanog novčića i slabo potresenog novčića kako bi stvorio jednu glavnu mapu mogućih budućnosti.
"Ovo nam je pokazalo kako se brzo odgađaju budućnosti, ovisno o tome koliko sam tvrdo potresao kutiju na svakom koraku", rekao je Gu.
Trenutno, ograničenja u računalnoj snazi znače da timski simulator može gledati samo 16 mogućih budućnosti. Međutim, jednog dana, kako kvantna računala postaju veća, moćnija i uobičajenija, simulatore poput ovog moglo bi se proširiti da se odjednom vidi beskonačno mnogo budućnosti, rekao je Gu. To bi moglo pomoći u stvarima poput vremenske prognoze ili upućivanja više informacija na burzu. To bi moglo čak pomoći poboljšanju strojnog učenja, što se odnosi na samo podučavanje umjetne inteligencije radi boljeg i kvalitetnijeg predviđanja.
Ovo je sve "visoko istraživački", dodao je Gu, a trebat će mnogo daljnjeg eksperimentiranja da bismo otkrili sve aplikacije kvantnog simulatora. Jao, vlastita sudbina ovog vidovitog računala jedna je budućnost koja ostaje misterija.
