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可“预测多重未来”的量子计算机诞生

时间:2023-03-13 17:39:53 科技观察

北京时间4月15日,据外媒报道,科学家打造出电影风格的装置♂,可以预测另一种现实和可能未来的未来。该机器实际上是一台能够同时产生多个“未来”的量子计算机,就像用不同的水晶球占卜一样。但是,机器还无法预测未来的彩票中奖者。在亚原子尺度上运行,量子计算机可以同时模拟多达16个光子位置的时间线。在时间旅行电影《回到未来》中,MichaelJ.Fox扮演了一个名叫McFly的角色。对他来说,未来不是固定的,而是由各种可能性组成的。只有在其中一个时间线中,McFly的父母坠入爱河并让他重获新生。而在其他时间线,他根本不存在于这个世界上。兴奋的科学家们相信,这一新突破以实用的方式展示了量子力学的奇异特性。新加坡南洋理工大学科学家MileGu表示:“当我们想象未来时,我们想象的是无限多的可能性。随着时间线不断向未来延伸,这些可能性的数量也会呈指数级增长。对于例如,如果我们用几分钟时间从两个选项中选择一个,而在不到半小时的时间里,可能的未来就有1400万种之多。不到一天的时间,这个数字就超过了宇宙中量子的总数。”他的研究团队意识到,在小得多的规模上运作,一台量子计算机可以一个一个地分析决策过程的所有可能结果。这可以通过量子“叠加态”实现,即同时处于多个状态。只有当系统被观察到或受到干扰时,它才会“崩溃”到这些状态之一。只有在其中一个时间线中,McFly的父母坠入爱河并让他重获新生。而在其他时间线,他根本不存在于这个世界上。兴奋的科学家们相信,这一新突破以实用的方式展示了量子力学的奇异特性。图为研究中使用的实验设备。科学家们已经表明,多种可能未来叠加的权重取决于系统崩溃时每种结果发生的可能性。著名的思想实验“薛定谔的猫”就是这一量子力学支柱理论的形象说明:猫既不是死的也不是活的,而是处于两种状态的叠加状态。这一理论也促成了“多重世界”假说的提出:可能存在无数个平行宇宙,每个人都在其中经历着另一种命运。在这项新研究中,决策过程的未来可能结果由光子的位置表示。科学家们已经表明,多种可能未来叠加的权重取决于系统崩溃时每种结果的可能性。对以后会有什么影响。该研究的主要作者、澳大利亚格里菲斯大学的博士生FarzadGhafari说:“我们的方法是将每个偏好的所有可能结果综合成一个量子叠加态。目前有许多AI算法通过观察影响来学习他们自己的行为对不同未来结果的微小变化,因此我们的技术可以让量子增强人工智能更有效地了解自己行为的影响。”该研究发表在《自然通讯》期刊上。它的灵感来自已故的诺贝尔奖获得者和理论物理学家理查德·费曼。他是第一个意识到亚原子粒子从位置A到位置B时不一定只走一条路径。相反,一个亚原子粒子可能同时沿着连接两点AB的所有路径。新加坡研究团队成员杰恩·汤普森博士(DrJayneThompson)说:“我们的研究工作扩展了这一现象,并用它来建立未来的统计模型。”虽然原型设备只能模拟16种未来,但研究人员指出,从理论上讲,其使用的量子算法可以预测的未来数量是“无限的”。领导格里菲斯大学研究团队的杰夫·普莱德教授说:“这正是这个领域如此令人兴奋的原因。它让人想起1960年代的经典计算机。就像在1960年代一样,很难想象一台计算机的许多用途。经典计算机,我们对当今量子计算机的用途知之甚少。”