پیش بینی آینده با رایانه کوانتومی

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ در فیلم سینمایی «Avengers: Infinity War»، محصول سال 2018 صحنه‌ای وجود داشت که دکتر استرنج، با استفاده از توانایی خود، 14 میلیون آینده‌ی محتمل را جستجو کرد، تا یک خط زمانی بیابد که ابرقهرمان‌ها در آن، به پیروزی دست پیدا می‌کنند. گروهی از پژوهشگران دانشگاه‌های فنی نانیانگ سنگاپور و گریفیث استرالیا، به تازگی ادعا کرد که موفق به تولید نمونه اولیه از سامانه‌ای کوانتومی شده‌ است که می‌تواند همه‌ی احتمالات گوناگون آینده را با بالاترین دقت ممکن و به صورت هم‌زمان، در یک حالت کوانتومی شناسایی کند. این کار، با بهره‌گیری از برهم‌نهی کوانتومی و یادگیری ماشینی انجام می‌گیرد.

مایل گا (Mile Gu)، دانشیار دانشگاه نانیانگ و رهبر توسعه‌دهندگان الگوریتم مورد استفاده در نمونه اولیه خاطرنشان کرد:

زمانی که به آینده فکر می‌کنیم، با طیف گسترده‌ای از احتمالات مواجه می‌شویم. به علاوه هر چه عمیق‌تر به فرداها نگاه می‌کنیم، تعداد حالت‌ها، به شکل نمایی افزایش خواهد یافت. برای نمونه، حتی اگر تنها 2 احتمال قابل انتخاب در هر دقیقه وجود داشته باشد، تعداد آن‌ها، در کمتر از 30 دقیقه، به 14 میلیون عدد خواهد رسید. به علاوه در کمتر از یک روز، تعداد انتخاب‌های شما، از مجموع اتم‌های تشکیل‌دهنده کهکشان، گذر خواهد کرد.

پژوهشگران متوجه شدند که می‌توانند با بهره‌مندی از رایانه‌ای کوانتومی و قرار دادن همه‌ی احتمالات آینده در یک برهم‌نهی کوانتومی، به سرعت همه‌ی آن‌ها را مورد بررسی قرار دهند. محققان برای دستیابی به این هدف، یک پردازنده ویژه کوانتوم نوری اطلاعاتی را طراحی کردند که با توجه به موقعیت ذرات نور -فوتونی کوانتومی- همه‌ی آینده‌های بالقوه‌ای را که از نتایج یک تصمیم‌گیری حاصل می‌شوند، استخراج می‌کنند. آن‌ها نشان دادند که حالت کوانتومی دستگاه، یک برهم‌نهی کوانتومی از آینده‌های بالقوه چندگانه است که با احتمال وقوع آن‌ها محاسبه می‌گردند.

جین تامسون (Jayne Thompson)، یکی از پژوهشگران گروه سنگاپور گفت:

عملکرد این دستگاه، از ریچارد فینمن (Richard Feynman)، برنده جایزه نوبل الهام گرفته شده است. زمانی که فینمن شروع به بررسی فیزیک کوانتوم کرد، متوجه شد؛ هنگامی که ذرات، از نقطه الف به ب حرکت می‌کنند، لزوماً از یک مسیر ثابت، جابه‌جا نمی‌شوند؛ بلکه به صورت هم‌زمان از همه‌ی مسیرهای عبوری بین 2 محل، منتقل می‌گردند. اقدام ما، گسترش این پدیده و مدل‌سازی آماری آینده‌ است.

فناوری یادشده، تاکنون در یک زمینه کاربردی مورد آزمایش قرار گرفت که عبارت است از: اندازه‌گیری این که میزان تعصب یک فرد، در رابطه با یک موضوع، تا چه میزان در انتخاب‌های وی در آینده تأثیر می‌گذارد.

فرزاد جعفری (Farzad Ghafari)، یکی از پژوهشگران حاضر در پروژه ادامه داد:

رویکرد ما، سنتز برهم‌نهی کوانتمی، از همه آینده‌های ممکن متعلق به هر تعصب است. ما می‌توانیم به‌واسطه تداخل برهم‌نهی‌های کوانتومی با یکدیگر، به طور کامل، از مشاهده هر یک از احتمالات آینده فردی جلوگیری کنیم. درحقیقت تعداد فراوانی از الگوریتم‌های هوش مصنوعی امروزی، یاد می‌گیرند که چگونه یک تغییر کوچک در رفتار آن‌ها، یک آینده‌ی متفاوت را به وجود می‌آورد. بنابراین روش‌های ما، احتمالاً با به کارگیری خواص کوانتومی، اجرای این کار را به کمک هوش مصنوعی بهبود می‌دهد.

پژوهشگران اشاره کردند:

درحالی که نمونه اولیه‌ی سامانه، حدود 16 آینده را به صورت هم‌زمان شبیه‌سازی می‌کند، الگوریتم و دستگاه کوانتومی نهایی، محدودیتی نخواهد داشت.