با اینکه فیزیک کوانتومی در رابطه با ذره های بسیار کوچک است اما اندازه گیری های مربوط به سیستم های کوانتومی کار کوچکی نیست. برای ساده تر کردن این موضوع دانشمندان به تکنولوژی های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین ها روی آورده اند.

بسیار کوچک

اگر دانش فیزیکی تان محدود است شاید مفهوم کوانتوم شما را گیج کند. حتی برای متخصصان نیز دنیای کوانتوم پیچیده است. اما با ظهور تکنولوژی هایی مانند هوش مصنوعی و کامپیوتر های قدرتمند پشت آن ها متخصصان برای انجام کارهای تحقیقاتیشان کمکی بزرگ در اختیار دارند و راحت تر می‌توانند سیستم های کوانتومی را بفهمند.

در فیزیک، کوانتوم به معنای کوچک ترین جزء یا ذره فیزیکی است که می‌تواند مشاهده شود و آن را تغییر داد. پس فیزیک کوانتوم به فیزیک ذراتی اشاره می‌کند که به حدی کوچک هستند که با روش های عادی و روزانه نمی‌شود آن ها را مطالعه و بررسی کرد. این بدان خاطر است که ذرات کوانتومی می‌توانند هم بصورت موج و هم بصورت ذره رفتار کنند. بنابراین بررسی آن ها در هر دو حالت کاری دشوار است.

دانشمندان معتقدند که رفتار کوانتوم ها می‌تواند پیچیده باشد. اما در هنگام مطالعه آن ها تنها یک نوع رفتار از آن ها دیده می‌شود. اینکه فعال باشند یا غیرفعال، خاموش باشند یا زنده و از این قبیل. این رفتار بسیار شبیه تئوری گربه شرودینگر است. تا بر روی آن ها آزمایش نشود معلوم نیست که اکنون کدام یک از آن ها فعال و کدام غیرفعال است. برای وجود احتمالات دیگر در رابطه با رفتار این ذرات چندین بار بر رویشان آزمایش انجام می‌شود. این کار خسته کننده حالا می‌تواند بدست AI ها انجام بگیرد. بنا بر مقاله ای در Nature Physics، سیستم های یادگیری در ماشین ها به طور موثری می‌تواند سیستم های کوانتومی را بهبود دهد.

Giuseppe Carlo، یکی از دانشمندان محقق این پروژه، گفت که: “ما نشان داده ایم که هوش ماشین ها می‌تواند عناصر لازم سیستم های کوانتومی را فراهم کند و به صرفه نیز باشد. اکنون ما می‌توانیم ظرفیت خود را در آزمایش ها افزایش دهیم.”

بررسی سیستم های کوانتومی

همانند هر ماشین یادگیری دیگر، ابتدا محققان نرم افزار خود را با داده های اندازه گیری شده از سیستم های کوانتومی سازگار می کنند. در صورت وجود مقدار کافی داده، سیستم های عصبی هوش مصنوعی می‌توانند سیستم مخصوص خود را با دقتی بالا بسازند. نتایج نشان دادند که AI می‌تواند یک سیستم کوانتومی مخصوص خود بسازد. این سیستم از متد های سنتی موجود بسیار سریع تر و بهتر است و  دقت بالاتری در اندازه گیری دارد. به عنوان مثال برای ساخت سیستم کوانتومی با هشت الکترون در حالت عادی نزدیک یک میلیون اندازه گیری باید انجام می‌شد. این در حالی است که با استفاده از تکنولوژی هوش مصنوعی یا AI این مقدار به حدود ۱۰۰ اندازه گیری کاهش یافت. این مقدار قابل توجه کاهش تحقیقات را سرعت می‌بخشد و کار را برای محققان راحت تر می‌کند. همچنین زمان مدل سازی سیستم های کوانتومی هم کاهش می‌یابد. به گفته سردسته این پروژه در آینده ای نزدیک می‌توانیم علم کوانتوم را در زمینه های مختلف کاربردی کنیم. بطوریکه در خودرویی رانندگی کنیم که توسط مکانیک کوانتوم ساخته شده باشد. کاربرد های بیشماری در مقابل صنایع و کشور ها با استفاده از این تکنولوژی قرار می‌گیرد.