Makine öğrenimi, Einstein’ın özel göreliliğinin garip etkilerinin nasıl kullanılmasının yeni bir kuantum bilgisayarı sağlayabileceğini göstermeye yardımcı oldu ve aynı zamanda kuantum alemine yeni bilgilere yol açabilir.
Özel göreliliğin garip etkileri, kuantum bilgisayarlar oluşturmak için kullanılabilir
Yeni bir kuantum bilgisayarı oluşturmak için özel görelilik kullanılabilir ve bu şekilde oluşturmak, kuantum alemi anlayışımızı derinleştirmek için makine öğrenimini kullanmamıza izin verebilir.
Albert Einstein’ın özel görelilik teorisi, ışık hızına yakın hareket etmenin gezginlerin yer ve zaman deneyimini nasıl etkileyeceğini açıklar. Bu içgörüler bize sadece düşünce deneyleri vermez; Uydu iletişimi ve GP’ler gibi teknolojiler için çok önemlidir.
Şimdi, Kanada’daki Teorik Fizik Çevre Enstitüsü’ndeki T. Rick Perche ve meslektaşları, bu tür göreceli etkilerin belirli bir kuantum bilgisayar geliştirmeye yardımcı olabileceğini söylüyor. Ve bir tane inşa etmek için henüz en eksiksiz ve ayrıntılı matematiksel modeli inşa ettiler.
Daha önce, araştırmacılar bazı kuantum bilgi işlem işlemlerinin göreceli etkilerden nasıl kaynaklanabileceğini araştırmışlardı. Örneğin, iki kuantum bit veya kubit, son derece hızlı bir şekilde yan yana hareket ettiklerinde kuantum dolaşım yoluyla bağlanabilir. Ancak şimdiye kadar, tüm bu işlemlerin bir bilgisayarın tam bir matematiksel modelinde nasıl birleştirileceği konusunda “tarif” yoktu.
“’Hey, un var, suyumuz var, mayamız var, ekmek yapmak mümkün.’ Dediler. Ve gerçekten ne kadar maya, ne kadar un, sipariş, ne kadar su olduğunu detaylandırdık ”diyor Perche.
O ve meslektaşları, ultra hızlı hareket ve etkileşimlerin kubitlerde kodlanan bilgileri nasıl düzenleyebileceğini açıklayan göreceli kuantum bilgi teorisinin matematiğine yöneldiler. Ayrıca, kubitler ve tüm alana nüfuz eden kuantum alanları arasındaki etkileşimlerin etkilerini de dikkate alır.
Araştırmacılar ayrıca makine öğrenimi kullandılar ve kısa kuantum bilgi işlem programları yazdılar. Daha sonra kuantum bilgisayarın kubitlerinin bu programları çalıştırmak için nasıl hareket etmesi gerektiğini bulmak için bir algoritma kullandılar.
Araştırmacılar, göreceli kuantum bilgisayarlarının kuantum Fourier dönüşüm algoritmasını nasıl çalıştırabileceğini belirleyerek yöntemlerini test ettiler. Projede çalışan Avusturya’daki Innsbruck Üniversitesi’nde Philip Lemaitre, bu, tüm kuantum bilgi işlem araştırmacılarının yararlı bulacağı nispeten basit ama her yerde bulunan bir program. Örneğin, çok sayıda faktoring yaparak şifrelemeyi kırma potansiyeline sahip bir kuantum programı olan Shor’un algoritmasının bir parçasıdır.
Ekibin bir parçası olmayan Kanada’daki Waterloo Üniversitesi’nde Eduardo Martin-Martinez, yeni çalışmanın görelilik tabanlı kuantum bilgisayarlar için önemli bir sıçrama olduğunu söylüyor. “Yazarlar dikkatle ve sistematik olarak böyle bir planın gerçekten uygulanabilir olduğunu gösteriyor” diyor.
Geçmişte yapılan çalışmalar, göreceli kuantum bilgisayarların bazı versiyonlarının aslında küçük süper iletken devrelerden yapılmış kubitlerle inşa edilebileceğini öne sürmüştür. Lemaitre, ekibinin planının bugün kuantum bilgisayarların nasıl inşa edildiği ile uyumsuz olmadığını söylüyor – ancak göreceli bir kuantum bilgisayarı yapılmadan önce ütülenmesi gereken yıllarca teorik ve mühendislik detayları var.
Bundan önce bile Martin-Martinez, modelin hem kuantum bilgi işleme hem de kuantum alanlarının yeni anlayışlarına yol açabileceğini ve ikisini bağlamak için derin bir yol sunabileceğini söylüyor.
Makine öğrenimi zaten yaklaşımlarının bir parçası olduğundan, araştırmacılar kuantum alanlarının yeni özelliklerini öğrenmek veya hatta bu alanların izlemesi gereken yeni fizik yasalarını ortaya çıkarmak için nasıl kullanılabileceğini araştırmak istiyorlar.
