Tehnicile de inteligenţă artificială au reconstruit misterele sistemelor cuantice

Pentru prima dată, fizicienii au putut demonstra că inteligenţa artificială poate reconstrui un sistem cuantic bazat pe puţine măsurători experimentale. Această metodă va permite savanţilor să probeze în detaliu sisteme cuantice într-un mod exponenţial mai rapid decât tehnicile convenţionale. Sistemele complexe care ar fi avut nevoie de mii de ani de reconstituire cu metodele precedente ar putea fi analizate cu acelaşi detaliu în doar câteva ore, relatează Scienmag.

Studiul este relevant în domenii precum industria calculatoarelor cuantice şi în alte aplicaţii ale mecanicii cuantice, precizează în Nature Physics cercetătorii de la Center for Computational Quantum Physics din New York City care au efectuat acest studiu.

• De ce ne curge nasul de la mâncarea picantă?
• Sunt alimentele fermentate bune pentru intestine sau doar delicioase?

„Am arătat că inteligenţa artificială poate surprinde esenţa unui sistem cuantic într-un mod compact”, a precizat Giuseppe Carleo, co-autor al studiului. „Acum putem extinde amploarea experimentelor”.

Carelo a fost inspirat de AlphaGo. Programul a folosit inteligenţă artificială/capacitatea de a învăţa din experienţă pentru a-l învinge pe campionul mondial la Go în 2016. „Am început să ne întrebăm dacă putem folosi aceste idei în fizica cuantică”.

Sistemele de particule precum electronii pot exista în multe configuraţii, fiecare cu o probabilitate particulară de a apărea. Fiecare electron, spre exemplu, poate avea unul dintre cele două tipuri de spin. În lumea cuantică, sistemele neobservate nu există ca niciunul dintre aceste aranjamente, de aceea se crede că se găseşte în toate configuraţiile în acelaşi timp.

Când este măsurat, sistemul se colapsează într-una dintre configuraţii. Astfel, ciudăţenia sistemelor cuantice este că nu poţi observa sistemul în toată complexitatea sa într-un singur experiment. Cercetătorii trebuie să efectueze aceleaşi măsurători de mai multe ori pentru a determina starea întregului sistem. Metoda aceasta ar funcţiona doar pentru sisteme extrem de simple, cu câteva particule. Lucrurile se complică exponenţial odată cu creşterea numărului de particule.

În această situaţie ar interveni inteligenţa artificială, care, conform testelor savanţilor, programul a depăşit clar metodele convenţionale. Pentru un sistem cu opt electroni, fiecare cu spin sus sau jos, programul a putut reconstitui sistemul cu doar 100 de măsurători. Ca o comparare, metoda tradiţională ar fi avut nevoie de un milion de măsurători pentru a atinge acelaşi nivel de acurateţe.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Viitorul este aici! Fizica cuantică va revolutiona sistemele de comunicaţii

Cercetătorii în fizică cuantică au ajuns la o concluzie uimitoare: conştiinţa umană există dinaintea naşterii

Un cercetător român a realizat un studiu care poate revoluţiona mecanica cuantică, unind două domenii de bază din fizică

Dublă descoperire remarcabilă făcută de fizicieni. Vidul nu este spaţiu gol şi particulele cuantice au fost în PREMIERĂ observate direct