量子计算机预测未来,这台量子计算机能预测16种不同的未来！

谷恩启动了他的新量子计算机电脑，可以预见未来，在同一时间至少有16种可能的未来。谷恩是新加坡南洋理工大学物理学助理教授，从事量子计算工作。这门科学运用了控制宇宙中最小粒子的奇怪定律来帮助计算机更有效地计算。与传统计算机以比特(0或1的二进制数字)的形式存储信息不同，量子计算机将信息编码为量子比特或量子位。由于量子力学的奇异定律，这些亚原子粒子可以同时存在于两种不同状态的叠加中。

正如薛定谔假想的猫在有人打开盒子之前同时是死的和活的一样，一个叠加的量子位元在被测量之前可以同时等于0和1。与传统计算机相比，将多个不同的结果存储在一个量子位元中可以节省大量内存，尤其是在进行复杂预测时。在发表在《自然通讯》(Nature Communications)上的一项研究中，谷恩和同事用一种新的量子模拟器证明了这一观点。这种模拟器可以预测16种不同未来的量子叠加结果(相当于连续抛硬币四次)。

这些可能的未来被编码在一个光子(光的量子粒子)中，它同时沿着多条路径移动，同时通过几个传感器。然后，研究人员更进一步，并排发射两个光子，并跟踪每个光子的潜在未来在略有不同条件下是如何发散的。

这有点像电影《复仇者联盟:无限战争》中的奇异博士，在电影高潮迭起的战斗之前，这位有先见之明的博士期待着看到1400万个不同的未来，希望能找到一个英雄打败灭霸这个大坏蛋的未来。他综合考虑了所有这些可能性，然后说，‘好吧，如果我以这种小的方式改变我的决定，未来会发生多大的变化？

微小光粒子可以同时以许多不同的状态叠加在一起运动，研究人员利用这种量子怪癖设计了一台原型计算机，可以同时预测16种不同的未来。图片：Sergei Slussarenko/Griffith University

这是现研究模拟正在朝着的方向前进，研究人员使用一种经典的模型——扰动硬币来测试他们的量子预测引擎。想象有一个盒子，里面是一枚硬币，在这个过程的每一步，都会有人轻轻摇动盒子，所以硬币投掷的概率很小。与传统的抛硬币游戏不同，在传统的抛硬币游戏中，结果总是有相同的机会要么是正面要么是反面，每次扰动抛硬币的结果取决于前一步硬币所处的状态。例如，如果硬币在第三次摇盒子的时候从正面摇到反面，那么第四次摇的时候很可能仍然是反面。

研究人员进行了两种不同版本的硬币实验，一种是盒子摇晃得更厉害，另一种是摇晃得更弱。在每个实验中，盒子被摇动四次，提供了16种可能的正面和反面组合。在第四步之后，研究小组将所有16种结果叠加在一个光子中，同时根据盒子被震动的强度显示出每种可能结果的概率。最后，研究小组将强摇硬币和弱摇硬币的叠加物组合在一起，创建了一张未来可能的主图。谷恩说：这向我们展示了未来走势分化的速度，这取决于我每一步的力度。目前计算能力限制，意味着团队的模拟器一次只能看到16种可能的未来。

然而，总有一天，随着量子计算机变得更大、更强大、更普遍，像这样的模拟器可以同时看到无限多的未来。这可能有助于天气预报或在股市进行更明智的投资。它甚至可以帮助改善机器学习，这完全是人工智能教自己做出越来越好的预测。这一切都是“高度探索性的”，需要进行大量的进一步实验，才能弄清量子模拟器的所有应用，这台“千里眼”电脑命运是一个仍然是个谜的未来。

博科园｜文: Brandon Specktor/Live Science

参考期刊《自然通讯》

10.1038/s41467-019-08951-2

博科园｜科学、科技、科研、科普

量子计算机预测未来,这台量子计算机能预测16种不同的未来！相关推荐

基于数据驱动故障预测的多台电力设备预测性维护调度
针对大型电厂多台异常工况下运行的电力设备的维修问题,基于故障状态预测,提出了一种预测性维修调度方法对维修活动进行调度.首先,基于实际运行数据,结合Pareto分析的故障状态恶化影响因素,改进时变函数预 ...
大脑就是量子计算机,人类大脑就是台量子计算机
一个过去看似牵强的理论提供了一种新思路,这使得大脑可能像量子计算机一样运作 . 只要提到"量子意识",大多数物理学家都会败下阵来,因为这个概念似乎只是一个现代大牛提出的模糊且无聊的 ...
彩票量子计算机,科学家发明了能预测未来的量子计算机？且慢，它还不能预测彩票中奖号码...
科学家们创造了一种颇具未来风格的设备,可以预测不同的现实和潜在的未来. 他们建造了一台量子计算机,可以同时产生"未来",就像观察一系列不同的水晶球一样. 这台机器并不完全能够预测潜 ...
IBM发布未来五年五大科技预测
来源:人工智能和大数据未来五年五大科技预测之AI偏见: AI 偏见将会爆发.但只有公正的 AI 才能生存. 5年之内,有偏见的AI系统和算法将不断增多,就像早前的计算机病毒增多一样.但我们将采取相 ...
量子计算机是程序员的未来,研究者：量子计算机一旦成功问世，时间也许会失去存在的意义...
贝尔实验室的科学家索尔,自从在1994年35界计算科学基础年会上提出量子算法后,立刻引起全世界科学界的轰动,量子计算机的研究热潮自此到来. 量子计算机的运行方式以及存储计算方式,都与经典计算机存在着很 ...
IBM在欧洲建首台量子计算机
建造量子计算机 IBM在德国将建造欧洲首台量子计算机,使研究人员能在没有违反欧盟对数据安全主导问题的立场上,利用该技术.预计,这台量子计算机将于2021年初在斯图加特附近投入使用. 此次建造的是IB ...
浅谈三种近场通信技术特点以及未来应用场景分析与预测
一.三种近场通信技术特点 1.WIFI WiFi全称Wireless Fidelity,具有传输速度较高(可以达到UMbps).有效距离长和接入设备多等优点.IEEE 802.11是针对WIFI技术制 ...
中国第一台量子计算机诞生中国军工尖端技术取得重大突破
中国科学院在5月3日对外宣布了自己的最新成果,第一台能够超越人类第一台计算机的量子计算机已经诞生.虽然这个消息并没有大张旗鼓的对外宣传,可中国这次低调透露了军工尖端技术的领域的重大突破. 在当今世界上 ...
未来几年自动驾驶预测（下）
未来几年自动驾驶预测(下) 四．各地政府越来越关注自动驾驶技术,未来与相关企业探索多种合作模式 ▏自动驾驶发展道路上,政府地位至关重要纵观历史,诸多新兴行业在早期发展阶段,都需要政府的大力扶持,为 ...
未来几年自动驾驶预测（上）
未来几年自动驾驶预测(上) 自动驾驶汽车依靠5G.人工智能.视觉计算.雷达.监控装置和全球定位系统协同合作,让电脑可以在没有任何人类主动的操作下,自动安全地操作机动车辆.近年来全球汽车行业达成共识,认 ...

量子计算机预测未来,这台量子计算机能预测16种不同的未来！

量子计算机预测未来,这台量子计算机能预测16种不同的未来！相关推荐

最新文章

热门文章