Богу пора на пенсию. Физики создали компьютер, который видит все варианты будущего

Научпоп

8 мая, 20:02

Богу пора на пенсию. Физики создали компьютер, который видит все варианты будущего

Богу пора на пенсию. Физики создали компьютер, который видит все варианты будущего - фото

Pixabay

Квантовый компьютер определяет вероятности будущего

Помните, как доктор Стрэндж в Мстителях просматривал варианты будущего, чтобы понять, как можно победить Таноса? Забудьте. Группа физиков из Австралии и Сингапура создала намного более производительное решение

Говорят, пути Господни неисповедимы. Возможно. Но только не с точки зрения квантовой физики.

Представьте себе, что перед тем как выйти утром из дома вы на минутку присаживаетесь в коридоре, закрываете глаза и представляете все варианты будущего, которые вас ждут хотя бы в ближайшие несколько минут.

Например, прямо за дверью вас может ждать грабитель, который стукнет вас по голове и ограбит вашу квартиру.

Или в лифте вы встретите девушку, которая станет любовью всей вашей жизни.

Или на улице вас собьет машина.

Или вы встретите путешественника во времени, который раскроет вам, кто выиграет следующий чемпионат мира по футболу.

Или…

Ну в общем, вариантов будущего может быть настолько много, что предусмотреть их все не хватит никакой математики.

Или хватит?

Исследователи из Университета Гриффит в Австралии и Наньянского технологического института в Сингапуре утверждают, что им удалось создать функционирующий квантовый компьютер, который умеет генерировать суперпозицию всех возможных вариантов будущего.

Нет, речь не идет о способности предсказывать чужое будущее, да и вообще будущее как таковое в понимании человека.

Компьютер умеет предусматривать все варианты будущего, которые он сам может пережить.

Фото: YouTube

Что именно изобрели?

В своей работе, опубликованной в апрельском номере авторитетного издания Nature Communications, ученые описывают принцип работы своего квантового компьютера.

На текущий момент он может поддерживать две суперпозиции для 16 различных вероятностей. 

Когда мы думаем о будущем, мы сталкиваемся с огромным количеством вероятностей, поясняет основную идею Майл Гу, сингапурский физик, один из авторов исследования. 

Гу был основным разработчиком квантового алгоритма, который лежит в основе работы компьютера.

“Чем дальше в будущее мы пытаемся заглянуть, тем больше растет количество этих вероятностей, - поясняет он. - Например, даже если у нас есть всего две условные вероятности для выбора в течение одной минуты, то уже через полчаса это дает нам 14 млн вариаций будущего. А за сутки количество вероятностей может превзойти количество атомов во Вселенной”.

Проанализировать эти вероятности с помощью существующих технологий не представляется возможным. Но квантовому компьютеру это под силу, поясняет Гу, напоминая о пресловутом коте Шредингера, который одновременно и жив и мертв. 

Квантовый компьютер использует квантовую суперпозицию. И таким образом, может одновременно рассмотреть намного большее количество вариантов, чем традиционные вычислительные устройства.

Ученые создали квантовое фотонное вычислительное устройство. Потенциальные варианты будущего, которые являются результатом того или иного выбора в этом устройстве отображаются с помощью расположения фотонов - квантов электромагнитного излучения, проще говоря, частиц света.

Эксперименты показали, что суперпозиция квантового устройства является отображением множественных вариантов будущего оцениваемых по степени вероятности, с которой они могут случиться.

Для расчетов квантовый компьютер использует намного меньше памяти, чем традиционные компьютеры, обладая большим преимуществом в вычислительной мощности. Но это не главное.

Существующие модели искусственного интеллекта обучаются путем анализа одного примера за другим, стараясь отыскать в них некие паттерны. 

Авторы работы утверждают, что квантовые суперпозиции позволяют в значительной степени усовершенствовать процесс обучения. 

“Сопоставляя суперпозиции друг с другом,мы можем полностью избежать необходимости рассматривать каждую будущую вероятность по отдельности”, - поясняет исследователь Фарзад Гафари из австралийского университета Гриффит, один из участников исследования.

Зачем это может быть нужно?

В статье, посвященной своему изобретению, ученые описывают и его возможные практические применения. В частности, они предполагают, что подобные квантовые системы могу помочь искусственному интеллекту обучаться гораздо быстрее, чем это происходит сегодня. И таким образом приблизить эпоху квантовых компьютеров.

Авторы работы считают, что мы даже не можем пока представить себе все сферы применения квантовых компьютеров в будущем.

“Это напоминает мне эпоху зарождения классических компьютеров в 1960-х, - рассуждает Джофф Прайд, исследователь из университета Гриффит. - В то время немногие могли представить себе, в каких сферах будут применяться компьютеры в будущем, так и сейчас мы не можем даже представить возможности и перспективы квантовых компьютеров”.

Фото: Pixabay

Прошлое и будущее

Ранее НВ уже писало об экспериментах в области квантовой физики, которые позволяют прийти к выводу о том, что линейное восприятие времени, свойственное человеку, не является единственно верным.

Например, эксперимент с “отложенным выбором Уилера” позволяет предположить, что будущее может оказывать влияние на прошлое.

Больше того, австралийские физики, поставившие этот эксперимент, уверяют, что он доказывает иллюзорность бытия.

“На квантовом уровне реальность не существует, если вы ее не видите”, - пояснял руководитель исследования Эндрю Траскотт, физик из Австралийского национального университета в Канберре.

Суть эксперимента, впервые предложенного американским физиком-теоретиком Джоном Уилером в 1978 году, заключалась в том, чтобы определить, в какой момент атом определяется – вести себя как частица или как волна. 

Исследователи заключили атомы гелия в состояние “конденсата Бозе-Эйнштейна”, которое позволяет наблюдать квантовые эффекты на макроскопическом уровне, а затем удалили все атомы кроме одного.

Потом этот единственный атом пропустили между двумя лазерными лучами, которые выступали в той же роли, в которой мелкая сетка выступает для лучей света. Т.е. в роли неравномерной решетки.

Затем на пути атома была добавлена вторая такая “сетка”. Это привело к искажению пути атома. Он отправился по обоим возможным путям так, как это сделала бы волна. Таким образом, атом проходил два разных пути.

Однако, в ходе следующего эксперимента вторая “сетка” не была добавлена. И атом выбирал лишь один возможный путь. Ведя себя не как волна, а как частица.

Исследователи уверены - тот факт, что вторая “сетка” была добавлена уже после того, как атом пересекал первое “распутье”, предполагает, что атом так и не определился со своей природой до того, как его подвергли наблюдению во второй раз.

Иными словами, атом выбирал определенный путь на первом распутье, а значит, эксперимент доказывает, что будущие измерения могут оказывать влияние на прошлое атома, уверены исследователи.

Если рассматривать исследование о влиянии будущего на прошлое и исследование о возможности предсказания всех вариантов будущего с помощью квантовой суперпозиции, то можно (конечно, с определенной смелостью) предположить, что общепринятые представления о линейности времени и непреложности причинно-следственных связей, к которым мы привыкли, несколько поверхностны.

Ну а дальше можно предположить, что пути Господни очень даже исповедимы. Лишь бы для операций с квантовой суперпозицией хватало вычислительных мощностей.


Читайте новый номер журнала НВ

Подписывайтесь на журнал НВ и читайте свежий номер прямо сейчас. Все подписчики также получают доступ к архивным выпускам журнала. Стоимость подписки на три месяца всего 59 гривен.

Подписаться и читать журнал