هوش مصنوعی بر دنیای کوانتوم حکمرانی می‌کند

دنیای شطرنج وقتی که یک الگوریتم رایانه موسوم به "آلفازیرو"(AlphaZero) پس از تنها چهار ساعت به تنهایی یاد گرفت بهترین برنامه‌های بازی شطرنج ساخته شده بر اساس تخصص بشر را شکست دهد، شگفت زده شد. اکنون یک گروه تحقیقاتی برای توسعه و کنترل یک رایانه کوانتومی از همان الگوریتم استفاده کرده‌اند.

کد خبر: ۱۲۴۵۴۶۵

تاریخ: ۰۱ بهمن ۱۳۹۸ - ۱۴:۴۳

به گزارش خبرگزاری دانا و به نقل از ساینس دیلی، در سرتاسر جهان گروه‌های تحقیقاتی متعددی در تلاش هستند تا یک رایانه کوانتومی بسازند. چنین رایانه‌ای می‌تواند مشکلات و مسائل خاصی را حل کند که با رایانه‌های سنتی و رایج کنونی قابل حل نیست، حتی اگر همه این رایانه‌ها را در جهان به یک رایانه تبدیل کنیم.
محققان دانشگاه "آرهوس"(Aarhus) رویای سخت یک رایانه کوانتومی را در سر دارند. به همین دلیل یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور "جیکوب شرسون" به تازگی از الگوریتم "آلفازیرو" برای یادگیری کنترل یک سیستم کوانتومی استفاده کرده است.

آنچه ""آلفازیرو" را جذاب می‌کند این است که می‌تواند به تنهایی بدون هیچ گونه تخصص و آموزش تجربه انسانی یاد بگیرد. این الگوریتم هوش مصنوعی تاکنون توانسته است هم انسان‌ها و هم برنامه‌های تخصصی رایانه‌ای را در بازی‌های مختلف نظیر شطرنج شکست دهد و این بازی‌ها را فقط با بازی در برابر خودش آموخته است.

"آلفازیرو" پس از گذشت تنها چهار ساعت از بازی مقابل خودش، موفق شد برنامه بازی شطرنج حرفه‌ای "Stockfish" را شکست دهد. حتی آن قدر حرفه‌ای شد که "پیتر هاین نیلسن" استاد بزرگ دانمارکی شطرنج آن را به موجودات هوشمند فرازمینی تشبیه کرد.

گروه تحقیقاتی در دانشگاه آرهوس از طریق شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، کاربرد گسترده‌ای را با استفاده از "آلفازیرو" در سه مسئله مختلف کنترلی که هر یک به طور بالقوه در یک رایانه کوانتومی قابل استفاده است، نشان داده است.

این تیم از توانایی شگفت انگیز "آلفازیرو" در یادگیری، بسیار تحت تأثیر قرار گرفت. "موگنز دالگارد" دانشجوی دکترا در دانشگاه آرهوس توضیح داد: وقتی داده‌های "آلفازیرو" را تجزیه و تحلیل کردیم، دیدیم که این الگوریتم یاد گرفته است که از یک راه حل که ما آن را در نظر نگرفته بودیم، استفاده کند. این یک تجربه شگفت انگیز بود.

با این وجود که "آلفازیرو" به خودی خود یک الگوریتم خارق العاده است، تیم تحقیق هنگامی که آن را با یک الگوریتم تخصصی بهینه‌سازی کوانتومی ترکیب کرد، بهترین نتیجه به دست آمد.

پروفسور "شرسون" می‌گوید: این موضوع نشان می‌دهد که ما هنوز به مهارت و تجربه انسانی احتیاج داریم و هدف آینده باید درک و توسعه یک رابطه‌ هوشمند ترکیبی باشد که به شکل بهینه از نقاط قوت هر دو سمت استفاده کند.

محققان در تلاش برای سرعت بخشیدن به پیشرفت این پروژه، کد این الگوریتم را اصطلاحا به صورت باز در دسترس عموم قرار دادند و از علاقه دیگران به تکمیل و پیشبرد آن غافلگیر شدند.

پروفسور "شرسون" می‌گوید: طی چند ساعت شرکت‌های بزرگ فناوری، آزمایشگاه‌های کوانتومی و دانشگاه‌های معتبر بین‌المللی با من تماس گرفتند تا با هم همکاری کنیم. بنابراین احتمالاً طولی نخواهد کشید که این روش‌ها در آزمایش‌های عملی در سراسر جهان استفاده شوند.

یک رایانه کوانتومی از مکانیک کوانتومی استفاده می‌کند که شاخه‌ای از فیزیک است که کوچکترین بلوک‌های ساختاری جهان ما را توصیف می‌کند. در این مقیاس کوچک، قوانین اساساً متفاوت هستند. به عنوان مثال یک سیستم می‌تواند در آنِ واحد بیش از یک حالت داشته باشد. این موضوع در ترجمه به زبان رایانه بدان معنی است که یک رایانه کوانتومی می‌تواند چندین محاسبه را به طور همزمان انجام دهد که سرعت بسیار بیشتری را نسبت به رایانه‌های معمولی فراهم می‌کند.

اگرچه نظریه رایانه‌های کوانتومی کاملاً اثبات شده است، اما هنوز کسی نتوانسته است یک رایانه کوانتومی در مقیاس کامل بسازد. این امر در گرو آن است که ما توانایی کنترل این سیستم‌ها را بهبود ببخشیم.

این مطالعه در مجله Nature Quantum Information منتشر شده است.