هوش مصنوعی؛ استاد فیزیک کوانتوم

به گزارش واحد فناوری اطلاعات سایبربان؛ فناوری هوش مصنوعی به سرعت در حال پیشرفت است و در زمینه‌های مختلفی مانند امنیت سایبری، پزشکی، تحلیل داده و بازی‌های ویدئویی از آن استفاده می‌شود. به عنوان مثال می‌توان به فناوری آلفاگو گوگل (Google Alpha Go) اشاره کرد موفق شد قهرمان بازی تخته‌ای گو¹ (Go) را شکست بدهد.
از هوش مصنوعی برای حل بسیاری از مشکلاتی که انسان‌ها توانایی رسیدگی به آن را ندارند نیز استفاده می‌شود. به تازگی گروهی از محققان موفق به ساخت نوعی هوش شده‌اند که می‌تواند فیزیک کوانتوم را درک کرده، آن را بیاموزد و پیشرفت کند.
در گذشته نیز روش‌هایی وجود داشت که با استفاده از آن درک سامانه‌های کوانتومی فراهم می‌شد؛ اما همچنان امکان رسیدگی به بسیاری از مشکلات ممکن نبود. جزپه کارلئو (Giuseppe Carleo) و متیاس ترایر (Matthias Troyer)، از پژوهشگران موسسه‌ی فناوری فدرال زوریخ سوییس (ETH Zurich) از یادگیری ماشینی برای حل مسئله یاد شده و تغییر رویکرد سیستم چند پیکره کوانتومی² (many-body problem) استفاده کردند. به زبان ساده سیستم چند پیکره به مطالعه‌ی واکنش‌های ذرات کوانتومی می‌پردازد.
با توجه به توان رایانه‌های امروزی، مدل‌سازی تابع موج به یک ابررایانه‌ی بسیار قدرتمند نیاز دارد؛ اما شبکه‌های عصبی به میزان داده‌های محدودی برای پی بردن به موضوعی نیاز دارند. شبکه‌ی عصبی توسعه داده شده توسط محققان می‌تواند چندین تابع موج را در سیستم‌های چند پیکره بازسازی کند.
در زمان آزمایش شبکه‌ی محققان موسسه فناوری زوریخ مشخص شد، روش ایجاد شده نسبت به ابزارهای امروزی از انرژی و منابع کمتری استفاده می‌کند.
کارلئو گفت: «مانند این می‌ماند که فناوری یادگیری ماشینی خودش روش کِرَک مکانیک‌های کوانتومی را بداند. من می‌خواهم بگویم ما به ماشین رؤیاهای گربه‌ی شرودینگر³ (Schrödinger’s cat) دست یافتیم.»
محققان معتقدند به کمک روش یاد شده می‌توان از شبکه‌های عصبی در سامانه‌های کوانتومی استفاده کرد؛ زیرا با پیشرفت روزافزون آن‌ها می‌توان بسیاری از مشکلات پیچیده‌ی امروزی را برطرف کرد. آن‌ها اشاره کردند حتی ممکن است در آینده هوش‌های مصنوعی بتوانند به صورت کاملاً مستقل رایانه‌ی کوانتومی خود را تولید کنند.

_______________________________________

1- گو، یکی از قدیمی‌ترین بازی‌های تخته‌ای جهان بوده و از صفحه‌ای 19 در 19 تشکیل می‌شود. این بازی از قوانین بسیار ساده‌ای بهره می‌برد؛ اما پیروزی در آن بسیار مشکل بوده و راهبردهای متنوعی را طلب می‌کند.
2- سیستم چند پیکره، به سیستم‌هایی در مکانیک کوانتومی گفته می‌شود که در آن‌ها شمار زیادی ذره در فعل‌وانفعال با هم هستند. این سیستم‌ها دارای تابع موج پیچیده هستند. برای نمونه در بررسی چگالی الکترونی اتم‌هایی که بیش از یک الکترون در ساختارشان دارند، الکترون‌های این اتم‌ها یک سیستم چند پیکره بشمار می‌آیند.
3- گربه‌ی شرودینگر یک آزمایشگاه فکری است که از سوی اروین شرودینگر (Erwin Schrödinger)، فیزیکدان اتریشی مطرح شد. این آزمایش بیان می‌کند: «فرض کنید گربه‌ای در یک جعبه‌ی در بسته زندانی شده است و درون جعبه یک گاز سمی، چکش، یک حسگر تشخیص نور و منبع انتشار آن وجود دارد. حال تصور کنید منبع انتشار نور قرار باشد در بین ساعت 14 تا 14:01، فعال و باعث شود چکش، ظرف محتوای گاز را بشکند. حال اگر احتمال تابش نور در بازه‌ی تعیین شده 50 درصد در نظر گرفته شود. بعد از باز شدن در جعبه گربه به احتمال 50 درصد مرده و به همین میزان زنده است؛ به عبارت دیگر می‌توان آن را نیمه زنده تصور کرد که یکی از پدیده‌های عجیب و بحث‌برانگیز دنیای فیزیک به حساب می‌آید.»