Apabila Mile Gu membolot komputer baru, dia dapat melihat masa depan. Sekurang-kurangnya, 16 versi yang mungkin - semuanya pada masa yang sama.
Gu, seorang penolong profesor fizik di Universiti Teknologi Nanyang di Singapura, bekerja dalam pengkomputeran kuantum. Cabang sains ini menggunakan undang-undang pelik yang mengawal zarah terkecil di alam semesta untuk membantu komputer mengira dengan lebih cekap.
Tidak seperti komputer klasik, yang menyimpan maklumat sebagai bit (digit biner sama ada 0 atau 1), maklumat kod kuantum komputer menjadi bit kuantum, atau qubit. Zarah-zarah subatomik ini, kerana undang-undang pelik mekanik kuantum, boleh wujud dalam superposisi dua negeri yang berlainan pada masa yang sama.
Sama seperti kucing hipotetikal Schrödinger secara serentak mati dan hidup sehingga seseorang membuka kotak itu, qubit dalam superposisi boleh sama dengan 0 dan 1 sehingga ia diukur. Menyimpan pelbagai hasil yang berbeza ke satu qubit tunggal dapat menjimatkan satu tan memori berbanding dengan komputer tradisional, terutama ketika membuat ramalan rumit.
Dalam satu kajian yang diterbitkan pada 9 April di jurnal Nature Communications, Gu dan rakan-rakannya menunjukkan idea ini menggunakan simulator kuantum yang baru yang dapat meramalkan hasil dari 16 niaga hadapan yang berbeza (bersamaan, katakan, membalikkan duit syiling empat kali berturut-turut) superposisi kuantum. Niaga ini mungkin dikodkan dalam satu foton tunggal (satu zarah kuantum cahaya) yang bergerak turun beberapa laluan pada masa yang sama semasa melalui beberapa sensor. Kemudian, para penyelidik melangkah lebih jauh, menembak dua foton bersebelahan dan menjejaki bagaimana setiap potensi foton masa depan divergen dalam keadaan yang sedikit berbeza.
"Ia seperti Doctor Strange dalam filem 'Avengers: Infinity War'," Gu memberitahu Live Science. Sebelum pertempuran klimaks di dalam filem itu, doktor yang bersahaja itu melihat ke depan untuk melihat 14 juta niaga hadapan yang berlainan, dengan harapan dapat mencari yang mana para wira mengalahkan baddie besar. "Dia melakukan perhitungan gabungan semua kemungkinan ini untuk berkata, 'Baiklah, jika saya mengubah keputusan saya dengan cara yang kecil ini, berapa perubahan masa depan?' Inilah arah kami simulasi bergerak ke hadapan. "
Membalik duit syiling kuantum
Para penyelidik menguji enjin ramalan kuantum mereka menggunakan model klasik yang dikenali sebagai duit syiling terurai.
"Bayangkan ada kotak, dan di dalamnya duit syiling tunggal," kata Gu. "Pada setiap langkah proses, seseorang akan menggoncang kotak sedikit, jadi duit syiling mempunyai kebarangkalian kecil."
Berbeza dengan duit syiling tradisional, di mana hasilnya selalu mempunyai peluang yang sama untuk menjadi sama ada kepala atau ekor, hasil dari setiap duit syiling yang ditimbulkan bergantung kepada keadaan syiling itu semasa langkah sebelumnya. Sekiranya syiling mengalir dari kepala ke ekor semasa goncangan ketiga kotak, contohnya, maka goncangan keempat mungkin akan kekal ekor.
Para penyelidik berlari dua versi eksperimen koin yang berlainan, satu di mana kotak itu bergoyang sedikit lebih kuat dan satu lagi dengan jiggles yang lemah. Dalam setiap eksperimen, kotak itu bergemerlapan empat kali, memberikan 16 kemungkinan kombinasi kepala dan ekor. Berikutan langkah keempat, pasukan itu mengodkan penggalian kesemua 16 hasil dalam satu foton tunggal, pada masa yang sama menunjukkan kebarangkalian setiap hasil yang mungkin berdasarkan kekuatan yang mana kotak itu digoncang.
Akhirnya, pasukan menggabungkan superposisi duit syiling yang sangat terguncang dan duit syiling yang lemah untuk membuat satu peta induk kemungkinan niaga hadapan.
"Ini memperlihatkan kepada kami betapa cepatnya futures diverged bergantung pada betapa kerasnya saya mengguncang kotak pada setiap langkah," kata Gu.
Sekarang, kekangan pada kuasa pengkomputeran bermakna simulator pasukan boleh melihat hanya 16 kemungkinan niaga hadapan sekaligus. Walau bagaimanapun, pada suatu hari, apabila komputer kuantum menjadi lebih besar, lebih kuat dan lebih biasa, simulator seperti ini boleh diperluaskan untuk melihat banyak masa depan yang tidak terhingga, kata Gu. Ini boleh membantu dalam perkara-perkara seperti ramalan cuaca atau membuat pelaburan yang lebih bermaklumat di pasaran saham. Ia juga boleh membantu meningkatkan pembelajaran mesin, yang semuanya tentang kecerdasan buatan mengajar sendiri untuk membuat ramalan yang lebih baik dan lebih baik.
Ini semua "sangat penerokaan," tambah Gu, dan akan memerlukan banyak lagi percubaan untuk mengetahui semua aplikasi simulator kuantum. Malangnya, takdir komputer komputer ini adalah masa depan yang kekal sebagai misteri.
