پژوهش‌ها نشان می‌دهد که هوش مصنوعی کلید درک سیستم‌های کوانتومی است

نویسنده: نیما دادگستر

تریستان گرین برای دِ نِکست وِب می‌نویسد:

پژوهشگرها موقع آزمایش‌های تجربی با کامپیوترهای کوانتومی عملا دارند در تاریکی قدم برمی‌دارند. کامپیوترهای فعلی ما برای تایید نتایج آزمایش‌های کوانتومی پیچیده‌، بسیار کند هستند. اما یک تیم تحقیقاتی بر این باور است که هوش مصنوعی می‌تواند پُلی بشود برای عبور از این دره، و شبیه‌سازی‌هایی هم برای اثبات ادعایش انجام داده است.

محققین انستیتو فلَت‌آیرون در نیویورک متُدی را طراحی کرده‌اند که می‌تواند طرز اندازه‌گیری حالت‌های کوانتومی را تغییر دهد. رویکرد این تیم شامل یک نرم‌افزار است که با کمک شبکه‌های عصبی به پیش‌بینی وضعیت‌های مختلف یک بیتِ کوانتومی (کوابیت) می‌پردازد.

وقتی یک کامپیوتر معمولی می‌خواهد یک سیستم کوانتومی را شبیه‌سازی کند از بیت‌ها استفاده می‌کند، هر بیت می‌تواند یکی از این دو مقدار باشد: یک «۰» یا یک «۱». برعکسِ کوابیت، بیت نمی‌تواند هم‌زمان هر دو مقدار مذکور باشد، پس کامپیوترهای فعلی باید برای هر جایگشتی که یک کوابیت در آن نقش دارد، مجبورند یک شبیه‌سازی متفاوت انجام دهد.

موقع تحقیق روی یک کامپیوتر ۱۰۰-کوابیتی، تعداد شبیه‌سازی‌های مورد نیاز خیلی زیاد می‌شود: «۱ میلیون تریلیون تریلیون». این یک اشتباه نوشتاری نیست، بلکه نشان می‌دهد که ریاضیات مورد نیاز برای شبیه‌سازی‌های کوانتومی چقدر پیچیده است.

اگر این را هم در نظر بگیرید که کوابیت‌ها صرفا بیت‌های تنها نیستند که بی‌توجه به بقیه کار خودشان را بکنند، بلکه در حقیقت با دیگر کوابیت‌ها در-هم-پیچیدگی کوانتومی دارند، آن وقت تعداد جایگشت‌های لازم برای شبیه‌سازی به شکل تصاعدی بالا می‌ٰرود.

روش جدید فلت‌آیرون به یادگیری ماشینی تکیه کرده تا سنگینی محاسبات را به دوش بکشد، و در نتیجه یک کامپیوتر بیتی را قادر می‌کند به جای شبیه‌سازی‌های یک-به-یک، الگوریتم‌هایی پیچیده را پیاده کند. این یعنی که می‌توان رفتار یک کامپیوتر ۸-کوابیتی را فقط با ۱۰۰ شبیه‌سازی -نه ۱ میلیون- سر و سامان داد. به علاوه، به گفته این محققین می‌شود روش جدید را در مقیاس‌های بزرگتر هم به کار گرفت.

اساسا، این تیم متدی ساخته که با استفاده از هوش مصنوعی بتوانیم یک سیستم کامپیوتری را دقیق بررسی کنیم. نرم‌افزار جدید که قدرتش را از یک شبکهٔ عصبی می‌گیرد با ورود یک دادهٔ کوچک، شبیه‌سازی را اجرا و داده‌های حاصل از آن را به شکلی قابل فهم به آدم‌ها برمی‌گرداند.

اگر این متد یادگیری ماشینی تکمیل شود، کاربردهایش می‌توانند فراتر از شبیه‌سازی‌های آزمایشی بروند. حتی ممکن است در کوتاه مدت شاهد جهشی در قدرت کامپیوترهای کوانتومی باشیم که ما را از سیستم‌های ۱۰۰-کوابیتی به مدل‌های بسیار بزرگتر و سریع‌تر می‌رساند. و این می‌تواند استفاده‌های جدیدی برای این فناوری به وجود بیاورد.

گوگل می‌گوید بزرگترین کامپیوتر کوانتومی خود را اخیرا ساخته و گیزمودو درباره آن چنین نوشته است:

گوگل دیروز کامپیوتر کوانتومی ۷۲-کوابیتی جدیدش را با نام بریسِل‌کُن معرفی کرد، که جهش بزرگی نسبت به رقبایش است. دقیقا چقدر بزرگ؟

رایانش کوانتومی، یا همان محاسبه با کمک قواعد فیزیک کوانتوم، یکی از سخت‌ترین موضوعات امروزی دنیای علم است، و حالا این پدیده وارد عصر جدیدی شده و می‌خواهد کارهایِ از دیرباز سخت را انجام بدهد. برخی محققین برای نمایش توانایی کامپیوترهای کوانتومی‌شان در تلاش برای حل مسائل بسیار پیچیده‌ای هستند که سوپرکامپیوترهای سنتی هم در حلشان مانده‌اند. و اینجا است که گوگل وارد می‌شود، این کمپانی فکر می‌کند که بریسِل‌کُن همان تراشه‌ای است که می‌تواند از این مرز برتری بگذرد.

جولیَن کِلی، از دانشمندان گوگل در مطلبی می‌نویسد، “ما با احتیاط و خوشبینی بر این باوریم که با بریسِل‌کُن کامپیوترهای کوانتومی [نسبت به کامپیوترهای سنتی] به برتری می‌رسند. به نظر ما قدرتِ تولید و راه‌اندازی دستگاه‌هایی در این سطح از توانایی، یک چالش جذاب است.

من هیچ‌وقت ریاضیات را خوب نمی‌فهمیدم، فیزیک که دیگر به کنار. اما لازم نیست دانشمند باشیم تا بفهمیم کامپیوترهای کلاسیک، خیلی خنگ هستند. بله امروز همه کارهای ما به دوش آنها است، ولی اگر از ۵۰ سال قبل تا امروز را نگاه کنید، آنها تغییر خاصی نکرده‌اند. تا چند دهه فقط ابزار ورود (input) اطلاعات بودند و تازه چندی است که به مرحلهٔ گردآوری اطلاعات از دنیای اطراف و قدرت تفکر و یادگیری رسیده‌اند. این پیشرفت‌ها هر چند خوب است اما وقتی همه‌شان را در طول چند دهه بگسترانیم، به این نتیجه می‌رسیم: سرعت پیشرفت خیلی کُند بوده است.

شاید هوش مصنوعی و رایانش کوانتومی بتوانند وظیفهٔ پیشرفت را به عهده بگیرند، سرعت حل مسئله را برای همیشه تغییر دهند، ما را به مرز بدون بازگشت تَکینِگی (Singularity) برسانند و از خودویرانی نجاتمان دهند. البته منظورم از ما، آدم‌هایی است که در کشورهای آزاد زندگی می‌کنند و قادر به تخیل و ساختن هستند، نه آنهایی که در حصارهای احمقانه و سنتی دست و پا می‌زنند.

ارسال نظر


پست قبلی:

پست بعدی: