位置: 首页 » 走近科学 » 黑科技 » 正文

这台量子计算机可以同时预测16种不同的未来

2019-4-20@艾米

微小的光粒子可以同时以许多不同的状态叠加移动。研究人员利用量子的这个怪癖设计了一台原型计算机,可以同时预测16种不同的未来。

当Mile Gu启动他的新电脑时,他可以看到未来。在同一时间,至少有16种可能的版本。

这台量子计算机可以同时预测16种不同的未来

Mile是新加坡南洋理工大学物理学助理教授,从事量子计算工作。这一科学分支使用了控制宇宙最小粒子的奇怪定律来帮助计算机更有效地计算。

与将信息存储为比特(0或1的二进制数字)的传统计算机不同,量子计算机将信息编码为量子比特或量子位。由于量子力学的奇怪定律,这些亚原子粒子可以同时存在于两种不同状态的叠加中。

正如薛定谔假设的猫在有人打开盒子之前是同时死亡和活着的一样,在叠加态中的量子比特可以等于0和1,直到被测量为止。与传统计算机相比,将多个不同结果存储到单个量子位中可以节省大量内存,尤其是在进行复杂预测时。

在4月9日发表在《自然通信》期刊上的一项研究中,Mile和他的同事使用一种新的量子模拟器证明了这一想法,该量子模拟器能够预测16种不同未来(相当于连续四次掷硬币)在量子叠加中的结果。这些可能的未来被编码在单个光子(光的量子粒子)中,它在通过几个传感器的同时沿着多条路径移动。然后,研究人员更进了一步,并排发射了两个光子,并跟踪了每个光子的潜在未来在稍有不同的条件下是如何分化的。

Mile认为:这有点像《复仇者联盟:无限战争》中的奇怪医生。在这部电影的高潮之战前,这位千里眼医生期待着能及时看到1400万种不同的未来,希望能找到英雄们击败大坏蛋的那个。他对所有这些可能性进行综合计算,说“好吧,如果我以这么小的方式改变了我的决定,未来将改变多少?” 这是我们模拟向前发展的方向。

研究人员使用一种称为“扰动硬币”的经典模型测试了他们的量子预测引擎。

Mile说“想象一下有一个盒子,里面只有一枚硬币。在这个过程的每一步,有人都会摇晃一下盒子,所以硬币翻转的可能性很小。”

与传统的抛硬币不同(相同概率得到正面或反面),每个扰动抛硬币的结果取决于硬币在上一步的状态。例如,如果硬币在盒子的第三次晃动中从正面翻转到反面,那么第四个晃动很可能会保持在反面。

研究人员进行了两种不同版本的硬币实验,其中一种是盒子摇晃得更强,另一种则摇晃得更弱。在每个实验中,盒子摇晃四次,提供16种可能的正反面组合。在第四步之后,该团队将其所有16个结果的叠加编码在单个光子中,同时根据振动盒子的强度显示每个可能结果的概率。

最后,该团队将强烈震动的硬币和弱势硬币的叠加结合起来,创建了一张可能未来的主图。这向我们展示了未来是如何迅速分化的,这取决于我在每一步都是多么努力地摇晃这个盒子。

现在,对计算能力的限制意味着团队的模拟器一次只能看到16个可能的未来。然而,有一天,随着量子计算机变得更大,更强大和更普及,像这样的模拟器可以扩展到同时看到无限多的未来。这有助于天气预测或在股票市场进行更明智的投资。它甚至可以帮助改善机器学习,这一切都与人工智能教学本身有关,以便做出越来越好的预测。

这一切都是“高度探索性的”,需要进一步进行大量的实验,以找出量子模拟器的所有应用。哎,这台千里眼计算机本身的命运也是一个仍然神秘的未来。

本文源自 Live Science ,由米粮仓 艾米 基于创作共用协议(CC BY-NC)发布。

TAGS:

支付宝扫码打赏 微信扫码打赏

打赏一下,后续米粮更可口

喜欢 1

下一篇:

上一篇:

  • 更多喜欢
  • 无聊晒图
  • 米粮推荐

@艾米

↧ 展开

喜欢 [55] 吐槽[0]

@Jing

↧ 展开

喜欢 [0]

@Jing

↧ 展开

喜欢 [0]

@官宣

↧ 展开

喜欢 [0]

@官宣

↧ 展开

喜欢 [0]