新物理AI將可能成為量子計算革命的關(guān)鍵
據(jù)外媒報道,量子計算無疑是現(xiàn)在最令人興奮的技術(shù)之一,但它的量子物理基礎(chǔ)卻讓它成為了一個令人討厭的概念理解甚至很難再展開其他事情。然而,最近物理學(xué)研究的一項突破可能會改變這一切并引發(fā)一場計算革命。不過這并不是***次發(fā)生。
早在1943年,IBM的Thomas J Watson(Watson AI就是以他的名字命名的)曾說過一句名言:“我認(rèn)為5臺計算機(jī)足以滿足整個世界市場。”這可能是因為當(dāng)時的電腦個頭非常大,一臺就占據(jù)了整個房間。
但到了1971年,隨著世界首批微處理器的發(fā)展,情況發(fā)生了變化。到了1975年,MITS Altair 8800的誕生開啟了個人計算機(jī)時代。這也激勵了年輕的比爾·蓋茨--他曾是MITS的一名軟件工程師--創(chuàng)立了一家名為微軟的小型初創(chuàng)公司。
現(xiàn)在,我們離為傳統(tǒng)電腦永遠(yuǎn)不會流行起來的時期已經(jīng)過去了幾十年時間,即便是小小的智能手機(jī)其處理能力都超過了所有運(yùn)算阿波羅太空計算的超級電腦總和。
而量子計算也在沿著類似的軌跡發(fā)展。
目前,IBM、谷歌、微軟、Rigetti以及其他公司的量子計算系統(tǒng)也跟老式房間般大大小的超級計算機(jī)非常相似。它們都是巨大的,它們需要大量的能源,它們只能在實驗室環(huán)境才能運(yùn)行。同樣,不乏一些研究人員、科技記者和專家告訴人們,量子計算機(jī)永遠(yuǎn)不可能成為消費者可以使用的產(chǎn)品。
但就像微處理器的發(fā)明一樣,量子計算領(lǐng)域的科學(xué)家們可能在最近發(fā)表的由一個國際科學(xué)小組進(jìn)行的物理研究中發(fā)現(xiàn)了他們突發(fā)靈感的一刻。
在一篇題為《Using Machine Learning for Scientific Discovery in Electronic Quantum Matter Visualization Experiments》的論文中,研究小組探索了一個已有20年歷史的假說--可能會導(dǎo)致問世超導(dǎo)體的產(chǎn)生。
來自康納爾大學(xué)、哈佛大學(xué)、巴黎第十一大學(xué)、斯坦福大學(xué)、東京大學(xué)以及其他學(xué)術(shù)中心的研究人員對超導(dǎo)體為何只能在極地溫度下導(dǎo)電展開研究。
在超導(dǎo)體中存在一個“銅酸鹽”的物理問題,然而到現(xiàn)在還沒有搞清楚它。它的基本原理是,當(dāng)銅酸鹽溫度降低到它能傳導(dǎo)的溫度時,它就進(jìn)入了一個被稱為psuedogap的狀態(tài),然而對于這個過程研究人員無法確定到底發(fā)生了什么。根據(jù)《自然》雜志的說法,揭示psuedogap到底發(fā)生了什么則是理解整個過程的關(guān)鍵:“電子和原子之間的復(fù)雜作用使得pseudogap理論很難得以描述,其混沌屬性也很難觀察到。一些物理學(xué)家將這種狀態(tài)稱為銅酸鹽‘暗物質(zhì)’,然而卻無法解釋pseudogap可能是理解超導(dǎo)性關(guān)鍵的原因。”
為此,研究團(tuán)隊開發(fā)了一個機(jī)器學(xué)習(xí)模型以此找出上圖所顯示信息究竟是支持銅酸鹽的psuedogap是粒子間強(qiáng)相互作用結(jié)果的假說還是其是弱相互作用波結(jié)果的假說。實驗結(jié)果顯示,psuedogap的表現(xiàn)更接近于粒子假說。不幸的是,由于這項研究沒有第三個甚至更多的選項,所以還是很難確定這背后的具體原因。





















