Các xung nhịp được điều khiển bởi các hệ thống lượng tử thuần hóa Trí tuệ nhân tạo

Author
Thật dễ dàng để kiểm soát quỹ đạo của một quả bóng rổ: tất cả những gì chúng ta phải làm là tác dụng lực cơ học cùng với kỹ năng của con người. Nhưng việc kiểm soát chuyển động của các hệ lượng tử như nguyên tử và electron khó khăn hơn nhiều, vì những mẩu vật chất cực nhỏ này thường trở thành con mồi của những nhiễu loạn khiến chúng chệch hướng theo những cách không thể đoán trước. Chuyển động bên trong hệ thống xuống cấp -- một quá trình được gọi là giảm chấn -- và tiếng ồn từ các tác động môi trường như nhiệt độ cũng làm rối loạn quỹ đạo của nó.

OIST_logo.png

Một cách để chống lại sự tắt dần và tiếng ồn là áp dụng các xung ánh sáng ổn định hoặc điện áp có cường độ dao động cho hệ thống lượng tử. Giờ đây, các nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa, được gọi là OIST,ở Nhật Bản đã chỉ ra rằng họ có thể sử dụng trí tuệ nhân tạo để khám phá các xung này theo cách tối ưu hóa nhằm làm mát một vật thể cơ học vi mô một cách thích hợp về trạng thái lượng tử và điều khiển chuyển động của nó. Nghiên cứu của họ đã được xuất bản vào tháng 11 năm 2022 trên tạp chí Nghiên cứu Đánh giá Vật lý dưới dạng Thư.

Các vật thể cơ học vi mô, có kích thước lớn so với một nguyên tử hoặc điện tử, hoạt động bình thường khi được giữ ở nhiệt độ cao hoặc thậm chí ở nhiệt độ phòng. Tuy nhiên, nếu các chế độ cơ học như vậy có thể được hạ nhiệt xuống trạng thái năng lượng thấp nhất của chúng, mà các nhà vật lý gọi là trạng thái cơ bản, hành vi lượng tử có thể được thực hiện trong các hệ thống như vậy. Sau đó, các loại chế độ cơ học này có thể được sử dụng làm cảm biến cực nhạy cho lực, độ dịch chuyển, gia tốc trọng trường, v.v. cũng như để xử lý và tính toán thông tin lượng tử.

Tiến sĩ Bijita Sarma, tác giả chính của bài báo và là Học giả sau tiến sĩ tại Đơn vị Máy lượng tử OIST trong phòng thí nghiệm của Giáo sư Jason Twamley cho biết: “Các công nghệ được xây dựng từ các hệ thống lượng tử mang đến những khả năng to lớn. "Nhưng để hưởng lợi từ lời hứa của họ về thiết kế cảm biến siêu chính xác, xử lý thông tin lượng tử tốc độ cao và điện toán lượng tử, chúng ta phải học cách thiết kế các cách để đạt được khả năng làm mát nhanh và kiểm soát các hệ thống này."

Phương pháp dựa trên máy học mà cô và các đồng nghiệp của mình đã thiết kế minh họa cách sử dụng bộ điều khiển nhân tạo để khám phá các chuỗi xung thông minh, phi trực quan có thể làm mát một vật thể cơ học từ nhiệt độ cao đến cực lạnh nhanh hơn các phương pháp tiêu chuẩn khác. Các xung điều khiển này do tác nhân học máy tự phát hiện. Công trình giới thiệu tiện ích của trí tuệ máy nhân tạo trong việc phát triển công nghệ lượng tử.

Điện toán lượng tử có tiềm năng cách mạng hóa thế giới bằng cách cho phép tốc độ tính toán cao và định dạng lại các kỹ thuật mật mã. Đó là lý do tại sao nhiều viện nghiên cứu và các công ty công nghệ lớn như Google và IBM đang đầu tư rất nhiều nguồn lực để phát triển các công nghệ này. Nhưng để làm được điều này, các nhà nghiên cứu phải đạt được sự kiểm soát hoàn toàn đối với hoạt động của các hệ thống lượng tử như vậy ở tốc độ rất cao, để có thể loại bỏ các tác động của tiếng ồn và giảm xóc.

Tiến sĩ Sarma cho biết: “Để ổn định một hệ thống lượng tử, các xung điều khiển phải nhanh – và các bộ điều khiển trí tuệ nhân tạo của chúng tôi đã hứa hẹn đạt được kỳ tích như vậy”. "Do đó, phương pháp kiểm soát lượng tử được đề xuất của chúng tôi sử dụng bộ điều khiển AI có thể mang lại bước đột phá trong lĩnh vực điện toán lượng tử tốc độ cao và đây có thể là bước đầu tiên để đạt được các cỗ máy lượng tử tự lái, tương tự như ô tô tự lái. .Chúng tôi hy vọng rằng những phương pháp như vậy sẽ thu hút nhiều nhà nghiên cứu lượng tử cho sự phát triển công nghệ trong tương lai."

Chi tiết hơn, quý vị và các bạn đọc bài viết tại đây: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/11/221130114637.htm

Nguồn: Science Daily
 
Top