Ученые раздвигают границы реальности, чтобы взломать код квантовых систем

Физики разработали новый метод моделирования квантовой запутанности между взаимодействующими частицами. Ученые, буквально, расширяют реальность, чтобы взломать код квантовых систем.

Ученые раздвигают границы реальности, чтобы взломать код квантовых систем

Расчет коллективного поведения электронов молекулы необходим для предсказания свойств материала. Такие прогнозы однажды могут помочь ученым создать новые лекарства или создать материалы с желаемыми свойствами, такими как сверхпроводимость. Проблема в том, что электроны могут стать "квантово-механически" запутанными друг с другом, что означает, что их больше нельзя рассматривать по отдельности. Для любой системы, состоящей из более чем нескольких частиц, запутанная сеть соединений становится невероятно сложной для прямого распутывания даже самыми мощными компьютерами.

Квантовые физики из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) в Швейцарии и Центра вычислительной квантовой физики Института Флэтайрона (CCQ) в Нью-Йорке нашли обходной путь. Добавив в свои вычисления дополнительные "призрачные" электроны, которые взаимодействуют с реальными электронами системы, они смогли смоделировать запутанность.

В новом подходе поведение добавленных электронов контролируется методом искусственного интеллекта, называемым нейронной сетью. Сеть вносит коррективы до тех пор, пока не находит точное решение, которое можно спроецировать обратно в реальный мир, тем самым воссоздавая эффекты запутанности без сопутствующих вычислительных препятствий. Ученые недавно опубликовали свою работу в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

В новой статье физики демонстрируют, что их подход соответствует или превосходит конкурирующие методы в простых квантовых системах. На данный момент система применялась к простым вещам в качестве испытательного стенда, но теперь они готовы к переходу на следующий шаг — тесты на молекулах и других, более реалистичных проблемах.

По словам авторов, долгосрочная цель состоит в том, чтобы позволить исследователям с помощью вычислений предсказывать свойства материала или молекулы без необходимости синтезировать и тестировать их в лаборатории. Например, они могут протестировать множество различных молекул на наличие желаемого фармацевтического свойства всего несколькими щелчками мыши.

Новая работа представляет собой развитие статьи Карлео и Матиаса Тройера, опубликованной в Science в 2017 году, которые в настоящее время являются техническим сотрудником Microsoft. В этой статье нейронные сети также сочетались с фиктивными частицами, но добавленные частицы не были полноценными электронами. Вместо этого у них было только одно свойство, известное как вращение.

Читайте также

Ученые создали датчик, который чувствует влагу без прикосновения и запоминает ее

Ученые создали датчик, который чувствует влагу без прикосновения и запоминает ее

В России собрали второй реактор для новой плавучей атомной электростанции

В России собрали второй реактор для новой плавучей атомной электростанции

Российский ИИ научился предсказывать 15 болезней по одному снимку глазного дна

Российский ИИ научился предсказывать 15 болезней по одному снимку глазного дна

В Японии массово скупают подержанные книги — продавцы подозревают компании в сфере ИИ

В Японии массово скупают подержанные книги — продавцы подозревают компании в сфере ИИ

Искусственный интеллект SG-Safe в 10 раз повысил «смелость» складских роботов

Искусственный интеллект SG-Safe в 10 раз повысил «смелость» складских роботов

Китай запустил спутник с ИИ-суперкомпьютером для обработки данных прямо на орбите

Китай запустил спутник с ИИ-суперкомпьютером для обработки данных прямо на орбите

Игровой ПК за 1,2 млн рублей получил вишню с распускающимися от тепла цветами

Игровой ПК за 1,2 млн рублей получил вишню с распускающимися от тепла цветами

ИИ TANGO учит гуманоидных роботов преодолевать офисную полосу препятствий

ИИ TANGO учит гуманоидных роботов преодолевать офисную полосу препятствий

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Британский визионер хочет запустить максимально дешевую миссию к Альфа Центавра

Британский визионер хочет запустить максимально дешевую миссию к Альфа Центавра

Как ученые на «Конкорде» устроили погоню за солнечным затмением и растянули семь минут до 74

Как ученые на «Конкорде» устроили погоню за солнечным затмением и растянули семь минут до 74

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Моющие средства с отдушками выбрасывают в воздух триллионы твердых наночастиц

Моющие средства с отдушками выбрасывают в воздух триллионы твердых наночастиц

Робот-спасатель Link сгорел в атмосфере, не успев поднять устаревший телескоп NASA Swift

Робот-спасатель Link сгорел в атмосфере, не успев поднять устаревший телескоп NASA Swift

Магнитное поле Земли может влиять на старение живых организмов

Магнитное поле Земли может влиять на старение живых организмов

Qualcomm может добавить поддержку DirectX 12 для запуска ПК-игр на Android

Qualcomm может добавить поддержку DirectX 12 для запуска ПК-игр на Android