Ang Mga Artipisyal na Algorithm ng Intelligence ay Tumutulong upang Malutas ang Physics na Sumasailalim na Mga Quantum System

Ang pag-setup ng Nitrogen vacuum center na ginamit para sa unang pang-eksperimentong pagpapakita ng QMLA. Mga Kredito: Gentile et al.

Ang protokol na binabaligtad ang mga modelo ng Hamilton ay nagpapabuti sa pag-aautomat ng mga aparato na kabuuan.

mga siyentista Unibersidad ng BristolAng Quantum Engineering Technology Labs (QETLabs) ay nakabuo ng isang algorithm na nagbibigay ng mahalagang pananaw sa pinagbabatayan ng pisika ng mga system na kabuuan – na nagbibigay daan para sa mga makabuluhang pagsulong sa computing ng kabuuan at sensing at potensyal na pagbubukas ng isang bagong kabanata sa siyentipikong pagsasaliksik.

Sa pisika, ang mga sistema ng maliit na butil at ang kanilang ebolusyon ay inilarawan ng mga modelo ng matematika na nangangailangan ng matagumpay na pakikipag-ugnayan ng mga teoretikal na argumento at pag-verify ng empirical. Kahit na mas kumplikado ay ang paglalarawan ng mga system ng mga particle na nakikipag-ugnay sa bawat isa sa antas ng mga mekanika ng kabuuan, na madalas na ginawa gamit ang isang modelo ng Hamilton. Ang proseso ng pagbubuo ng mga modelo ng Hamiltonian mula sa mga obserbasyon ay naging mas mahirap dahil sa likas na katangian ng mga estado ng kabuuan na gumuho kapag sinubukan ang pag-aralan ang mga ito.

Sa artikulo, nai-publish niya ang mga modelo ng pag-aaral ng mga quantum system mula sa mga eksperimento. Kalikasan PhysicsInilalarawan ng mga mekanika ng dami ng Bristol QET Labs ang isang algorithm na nagtagumpay sa mga hamong ito sa pamamagitan ng pag-arte bilang isang autonomous na ahente, gamit ang pag-aaral ng makina upang baligtarin ang mga modelo ng engineer ng Hamilton.

Ang koponan ay bumuo ng isang bagong protocol upang bumalangkas at mapatunayan ang tinatayang mga modelo para sa mga nauugnay na mga system na kabuuan. Ang mga algorithm ay gumagana nang nakapag-iisa sa pamamagitan ng pagdidisenyo at pagganap ng mga eksperimento sa naka-target na dami ng sistema, at ang nakuha na data ay pinakain pabalik sa algorithm. Nagmumungkahi ito ng mga modelo ng kandidato ng Hamilton upang ilarawan ang target na sistema at makilala ang pagitan ng mga ito gamit ang pamantayan ng istatistika tulad ng Bayesian factor.

Nakatutuwa, matagumpay na naipakita ng koponan ang kakayahan ng algorithm sa isang eksperimento sa kabuuan ng real-life na kinasasangkutan ng mga sentro ng depekto sa loob ng brilyante, isang mahusay na napag-aralan na platform para sa pagpoproseso ng kabuuan ng impormasyon at pagtuklas ng dami.

Ang algorithm ay maaaring magamit upang makatulong sa awtomatikong paglalarawan ng mga bagong aparato tulad ng mga sensor ng kabuuan. Kaya ang pag-unlad na ito ay kumakatawan sa isang mahalagang tagumpay sa pagbuo ng mga teknolohiya ng kabuuan.

“Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng lakas ng mga supercomputer ngayon sa pag-aaral ng makina, awtomatiko naming natuklasan ang istraktura sa mga kabuuan ng system. Tulad ng mga magagamit na bagong computer / simulator na dami, ang algorithm ay nagiging mas kapana-panabik: maaari mo munang matulungan na patunayan ang pagganap ng aparato, pagkatapos ay gamitin ang mga aparatong ito upang maunawaan ang mas malalaking mga system, ”sabi ni Brian Flynn ng University of Bristol QETLabs at ng Quantum Engineering Center para sa PhD Edukasyon.

“Ang antas ng pag-aautomat na ito ay ginagawang posible upang aliwin ang maraming mga modelo ng hypothetical bago pumili ng pinakamainam, kung hindi man ay isang nakakatakot na gawain para sa mga system na may pagtaas ng pagiging kumplikado,” sabi ni Andreas Gentile, dating ng QETLabs ng Bristol, ngayon ay nasa Qu & Co. .

“Ang pag-unawa sa mga pangunahing pisika at modelo na tumutukoy sa mga system ng kabuuan ay tumutulong sa amin na mapagbuti ang aming kaalaman sa computing ng kabuuan at mga teknolohiya na angkop para sa pang-unum na pananaw,” sabi ni Sebastian Knauer, mula rin sa dating Bristol QETLabs at ngayon ay nasa Faculty of Physics sa University of Vienna.

Si Anthony Laing, associate director ng QETLabs at Associate Professor sa Bristol’s School of Physics at may-akda ng artikulo, ay pinuri ang koponan: “Noong nakaraan, umaasa kami sa henyo at pagsusumikap ng mga siyentista na magkaroon ng bagong pisika. Dito, potensyal na nagbukas ang koponan ng isang bagong kabanata sa pagsasaliksik sa agham sa pamamagitan ng pagbibigay sa mga makina ng kakayahang matuto mula sa mga eksperimento at matuklasan ang mga bagong pisika. Ang mga resulta ay maaaring maging napakalayo. “

Ang susunod na hakbang para sa pagsasaliksik ay upang pahabain ang algorithm upang tuklasin ang iba’t ibang mga klase ng mga modelo ng kabuuan na kumakatawan sa mas malaking mga system at magkakaibang mga pisikal na rehimen o pangunahing istraktura.

Sanggunian: Gentile et al., Abril 29, 2021, “Mga modelo ng pag-aaral ng mga system ng kabuuan mula sa mga eksperimento” Kalikasan Physics.
DOI: 10.1038 / s41567-021-01201-7

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

82% ng Mga Tao na Na-ospital Sa COVID-19 Bumuo ng Mga Neurological Problems

Isinasaalang-alang ang tomography ng utak. Ang mga pasyente na may mga karamdaman na nagpapahiwatig ng neurological ay kasangkot COVID-19 anim na beses na mas malamang...

“Gobsmacked” – Ang Melanie Wood ng Harvard ay Naging Unang Babae na Nanalo ng $ 1M Waterman Award sa Math

Si Melanie Wood ang unang babaeng nanalo ng isang Waterman Award sa matematika. Kredito: Stephanie Mitchell / Harvard Staff Photographer Kinikilala para sa mga...

Bagong Pagong na Natagpuan sa Huling Cretaceous ng Madagascar

Ang pagbabagong-tatag ng buhay ng Sahonachelys mailakavava, umaatake sa Madagascan na palaka tadpoles na si Belzebufo ay nagprotesta gamit ang isang espesyal na diyeta...

Natuklasan ng mga siyentista na ang loob ng Saturn – ang makapal na layer ng helium – ay nakakaapekto sa magnetic field ng mga...

Ang magnetikong patlang ni Saturn na nakikita sa itaas. Credit-Ancate Barrick / Jones Hopkins University Ginagaya ng mga mananaliksik ang mga kondisyong kinakailangan para...

Lumilikha ang mga mananaliksik ng cybersecurity ng mas mahusay na kanaryo – gamit ang AI upang lumikha ng pekeng mga dokumento

Ang bagong artipisyal na sistema ng katalinuhan ay lumilikha ng mga pekeng dokumento upang linlangin ang mga kalaban. Sa panahon ng World War II, ang...

Newsletter

Subscribe to stay updated.