Buchi neri, entanglement e limiti del calcolatore elettronico quantistico

Ipotizziamo perche una persona – la chiameremo Alice – abbia un tomo di segreti cosicche vuole radere al suolo, e affinche percio lo getti per un apertura buio a capacita di giro. Stabilito che i buchi neri sono i ancora veloci demolitori della ambiente, agendo appena giganteschi tritarifiuti, i segreti di Alice sono a sufficienza al affidabile, giusto?

Allora supponiamo in quanto la sua contraddittore, Bob, abbia un cervello elettronico quantico affinche e entangled al apertura triste. (Nei sistemi quantistici entangled, le azioni eseguite su una piccolissima parte influenzano sopra atteggiamento paragonabile i loro collaboratore entangled, liberamente dalla lontananza e addirittura qualora alcuni scompaiono con un interruzione triste).

Un illustre verifica intellettivo di Patrick Hayden e John Preskill dice giacche Bob puo notare alcune particelle di apertura giacche escono dai bordi di un buca triste. Poi Bob puo impiegare quei fotoni che qubit (l’unita di analisi di principio del astuzia quantistico) corso le porte logiche del adatto computer quantico per confidare la fisica esclusivo in quanto ha portato il negligenza nel testo di Alice. Da corrente puo rifare il volume.

Bensi non tanto mediante premura. Il nostro fresco lavoro sull’apprendimento automatizzato quantistico suggerisce in quanto il tomo di Alice potrebbe succedere svanito verso perennemente, appresso tutto.

Pc quantistici durante imparare la meccanismo quantistica Alice potrebbe non vestire giammai la possibilita di insabbiare i suoi segreti con un interruzione negro. Malgrado cio, il nostro insolito teorema no-go sul rimescolio (scrambling) dell’informazione ha un’applicazione nel umanita reale verso afferrare i sistemi casuali e caotici nei campi in rapida crescita dell’apprendimento istintivo quantistico, della termodinamica quantistica e della cognizione dell’informazione quantistica.

Richard Feynman, singolo dei grandi fisici del XX epoca, ha lanciato il agro dell’informatica quantistica per un arringa del 1981, mentre ha proposto di ampliare i elaboratore quantistici mezzo piattaforma consueto in simulare i sistemi quantistici. Sono palesemente difficili da istruirsi oppure.

Il nostro aggregazione al Los Alamos National Laboratory, insieme ad estranei collaboratori, si e concentrato sullo ateneo degli algoritmi verso i computer quantistici e, per esclusivo, sugli algoritmi di studio involontario – cio giacche alcuni amano conferire saggezza finto. La indagine intende far apertura sopra quali tipi di algoritmi funzioneranno realmente sui elaboratore quantistici esistenti, disturbati dal successo e verso scalea intermedia, come su questioni irrisolte della dinamica quantistica in complesso.

In circostanza, abbiamo appreso la allineamento degli algoritmi quantistici variazionali. Essi configurano un paesaggio di espediente dei problemi luogo i picchi rappresentano i punti ad alta sicurezza (indesiderati) del metodo, ovvero dilemma, e le valli sono i valori verso bassa energia (auspicati). Verso comprendere la risoluzione, l’algoritmo si fa carreggiata attraverso un panorama matematico, candidato le sue caratteristiche una alla volta. La sentenza si trova nella gola piuttosto profonda.

L’entanglement ingresso al turbamento Ci siamo chiesti se potessimo applicare l’apprendimento automatico quantistico a causa di afferrare il confusione. Corrente accaduto quantico avviene qualora l’entanglement cresce con un sistema accaduto di molte particelle o atomi. Pensate alle condizioni iniziali di presente impianto come una sorta di insegnamento – il libro di Alice, a causa di esempio. Cammino strada cosicche l’entanglement in mezzo a le particelle all’interno del istituzione quantico cresce, l’informazione si diffonde abbondantemente; presente confusione dell’informazione e la soluzione durante comprendere il accozzaglia quantico, la materia dell’informazione quantistica, i circuiti casuali e una successione di estranei argomenti.

L’entanglement dei qubit durante capire i buchi neri

Un buco buio e il rimescolatore decisivo. Esplorandolo per mezzo di un algoritmo quantico variazionale contro un elaboratore quantico sostenitore entangled col tugurio triste, potremmo esplorare la riproducibilita sopra ampia successione e l’applicabilita dell’apprendimento automatico quantistico. Potremmo anche impratichirsi alcune cose di originale sui sistemi quantistici per generale. La nostra piano era di usare un algoritmo quantistico variazionale perche avrebbe logorato i fotoni sfuggiti in afferrare la successione del catapecchia buio. L’approccio sarebbe una norma di razionalizzazione, attualmente una volta, cosicche cattura nel aspetto razionale il segno piuttosto abietto.

Nell’eventualita che lo trovassimo, riveleremmo la dinamica all’interno del catapecchia negro. Bob potrebbe impiegare queste informazioni attraverso capire il codice del rimescolatore e rifare il volume di Alice.

Dunque ecco il dilemma. L’esperimento intellettivo di Hayden-Preskill presuppone perche Bob possa cagionare le dinamiche del interruzione buio che stanno rimescolando le informazioni. Piuttosto, abbiamo scoperchiato in quanto la indole stessa del turbamento impedisce per Bob di comprendere quelle dinamiche.

Per blocco circa un acrocoro desolato vedi motivo: l’algoritmo si e fermato su un acrocoro deserto (barren plateau) perche, nell’apprendimento robotizzato, e afflitto mezzo sembra. Nel corso di l’addestramento dell’apprendimento automatico, un tavolato desolato rappresenta ciascuno posto di decisione dei problemi che e integralmente piatto, in quanto l’algoritmo puo sognare. In questo paesaggio senza caratteristiche, l’algoritmo non puo accorgersi la app gratis incontri date my rate discesa direzione il basso; non c’e un distanza luminoso richiamo il microscopico di decisione. L’algoritmo gira per disponibile, inadatto di impratichirsi una cosa di originale. Non riesce per riconoscere la deliberazione.

Il nostro chiaro teorema no-go dice giacche qualunque astuzia di studio automatico quantico incontrera il ossequiato tavoliere disabitato laddove verra applicata verso un andamento di rimescolamento senza fama.

La buona conoscenza e in quanto la maggior ritaglio dei processi fisici non e tanto complessa modo i buchi neri, e condensato avremo una comprensione preambolo delle sue dinamiche, conseguentemente il teorema no-go non condanna l’apprendimento istintivo quantico. Dobbiamo solo anteporre attentamente i problemi a cui applicarlo. Ed e incredibile cosicche avremo opportunita tanto rapido dell’apprendimento robotizzato quantico a causa di indagare all’interno di un catapecchia buio in apprendere il elenco di Alice, o qualsiasi altra atto.

Dunque, Alice puo risiedere tranquilla sul fatto che i suoi segreti sono al capace, alle spalle totale.

(L’originale di codesto articolo e ceto noto sopra “Scientific American” il 4 luglio 2020. Trasferimento ed editing per attenzione di Le Scienze. Calco autorizzata, tutti i diritti riservati.)

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