科学家发明了一台能够“预测多个未来”的量子计算机

来源:  编辑:小白网   时间:2019-04-15 20:55:13

在时间穿梭电影《回到未来》中,迈克尔•J•福克斯(Michael J。 Fox)饰演的角色名叫麦克弗莱。对他来说,未来并不是固定不动的,而是由各种各样的可能性组成。科学家发明的装置可比片中的Delorean跑车(即时光穿梭机)小得多了。 不同于经典粒子,量子粒子可以作为“量子叠加态”、同时朝多个方向移动。科学家Mile Gu和格里菲斯大学的研究人员利用这一现象,打造了一台能够生成由多种未来构成的叠加态的量子计算机。  不同于经典粒子,量子粒子可以作为“量子叠加态”、同时朝多个方向移动。科学家Mile Gu和格里菲斯大学的研究人员利用这一现象,打造了一台能够生成由多种未来构成的叠加态的量子计算机。

北京时间4月15日消息,据国外媒体报道,科学家打造了一台如同电影《回到未来》风格的装置,能够预测另一种现实和可能的未来。这台机器其实是一台量子计算机,能够同时生成多个“未来”,就好像用不同的水晶球占卜一样。不过,要想预测未来的彩票中奖得主,这台机器目前还做不到。

该量子计算机在亚原子尺度上运行,最多能同时模拟16条光子位置的时间线。

在时间穿梭电影《回到未来》中,迈克尔•J•福克斯(Michael J。 Fox)饰演的角色名叫麦克弗莱。对他来说,未来并不是固定不动的,而是由各种各样的可能性组成。只有在其中一条时间线上,麦克弗莱的父母才会坠入爱河、让他降临人世。而在其它时间线上,他在这个世界上根本不存在。

激动的科学家们认为,这项最新突破以一种实际的方式证明了量子力学的奇异特性。

新加坡南洋理工大学科学家Mile Gu指出:“我们在设想未来时,会想象出无数种可能性。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。例如,如果我们每分钟都要从两个选项中选择一个,不到半小时后,可能的未来就会多达1400万个。而要不了一天时间,这一数字就会超过宇宙中的量子总数。”

他的研究团队意识到,如果在一个小得多的尺度上运作,量子计算机便可以对一次决策过程造成的所有可能结果进行逐一分析。这可以通过量子“叠加态”来实现,即同时处于多种状态。只有当这一系统被人观察到、或被干扰时,它才会“坍缩”成其中一种状态。

只有在其中一条时间线上,麦克弗莱的父母才会坠入爱河、让他降临人世。而在其它时间线上,他在这个世界上根本不存在。激动的科学家们认为,这项最新突破以一种实际的方式证明了量子力学的奇异特性。  只有在其中一条时间线上,麦克弗莱的父母才会坠入爱河、让他降临人世。而在其它时间线上,他在这个世界上根本不存在。激动的科学家们认为,这项最新突破以一种实际的方式证明了量子力学的奇异特性。 图为研究中采用的实验装备。科学家的研究显示,由多个可能未来组成的叠加态的权重由系统坍缩时、其中各个结果发生的可能性决定。  图为研究中采用的实验装备。科学家的研究显示,由多个可能未来组成的叠加态的权重由系统坍缩时、其中各个结果发生的可能性决定。

著名的思想实验“薛定谔的猫”就是对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态,这一理论还促成了“多重世界”假说的提出:也许存在无数个平行宇宙,其中每个人都在经历另一种命运。

在此次新研究中,一个决策过程的可能未来结果由光子的位置表示。科学家的研究显示,由多个可能未来组成的叠加态的权重由系统坍缩时、其中各个结果发生的可能性决定,这台机器已经展示了一种应用场景:评估我们目前对特定选项的偏好会对未来产生怎样的影响。

该研究的主要作者、澳大利亚格里菲斯大学博士生法扎德•加法里(Farzad Ghafari)表示:“我们的方法是,将每种偏好造成的所有可能结果合成为一个量子叠加态。目前有许多人工智能算法会观察自身行为的微小变化对不同的未来结果造成的影响,并借此进行学习。因此我们的技术或能让量子增强人工智能更高效地学习自身行为造成的影响。”

这项研究发表在期刊《自然通讯》上。它受到了已逝诺贝尔奖得主、理论物理学家理查德•费曼的启发。他是第一个意识到亚原子粒子从位置A前往位置B时、不一定只选择一条路径的人。相反,亚原子粒子可能会同时沿着所有连接AB两点的路径运行。新加坡研究团队成员杰恩•汤普森博士(Dr Jayne Thompson)表示:“我们的研究工作对这一现象进行了扩展,并利用它建立了未来的统计学模型。”

虽然该原型设备目前最多只能模拟16种未来,但研究人员指出,从理论上来说,其采用的量子算法能够预测的未来数量堪称“无穷无尽”。

负责带领格里菲斯大学研究团队的杰夫•普莱德教授(Geoff Pryde)表示:“这正是该领域如此激动人心的原因。它很容易让人联想起上世纪60年代的经典计算机。就像上世纪60年代时、很难想象出经典计算机能有这么多用途一样,我们目前对量子计算机的用途同样所知甚少。”

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