Квантовые вычисления кубитов расположены в сетке на иллюстрации этого художника.
Инструменты искусственного интеллекта (ИИ) все чаще помогают ученым писать документы, проводить обзоры литературы и даже проектировать лабораторные эксперименты. Теперь исследователи могут добавить оптимизацию квантовых вычислений в список.
Команда использовала модель ИИ, чтобы рассчитать лучший способ быстро собрать сетку атомов, которые однажды могут служить «мозгом» квантового компьютера. Чтобы показать, насколько быстро модель может повторно переключать атомы, команда также использовала систему для создания крошечной анимации кошки Шредингера. Работа была зарегистрирована на прошлой неделе в письмах с физическим обзором1Полем
Соавтор исследования Цзянь-Вей Пан, физик из Университета науки и техники Китая в Хейфэй, говорит, что команда заинтересовалась в использовании ИИ для ускорения здания эти «массивы нейтральных атом» после того, как один из его бывших студентов получил работу в лаборатории ИИ. «ИИ для науки становится мощной парадигмой для решения сложных научных проблем», – говорит он. По словам Пэна, одной из больших проблем при использовании массивов атомов для квантовых вычислений является то, как изменить их в «эффективном, быстром и масштабируемом способе». ИИ решил эту проблему для команды – и сделал это быстро.
Играя с атомами
Классические компьютеры выполняют операции с использованием двоичных цифр или битов, кодируемых как 1 или 0. Квантовые компьютеры используют кубиты, которые могут быть помещены в «суперпозицию», в которой два состояния – 1 и 0 – существуют одновременно. Расчеты включают в себя запутанные кубиты, что означает, что их состояния становятся связанными.
Google раскрывает, как квантовые компьютеры могут победить сегодняшние суперкомпьютеры сегодняшнего дня
Исследователи создавали кубиты с такими материалами, как сверхпроводящие схемы, захваченные ионы и сетки нейтральных атомов, которые ценят за их способность поддерживать свои квантовые состояния в течение относительно долгого времени. Чтобы использовать атомы в качестве кубитов, ученые улавливают их лазерным светом, а затем хранят квантовую информацию в уровнях энергии своих электронов.
Надежда состоит в том, что если вы используете достаточно атомов, квантовый компьютер однажды преодолеет ошибки, которые часто преследуют эти системы – и в конечном итоге выполняют расчеты, которые невозможно для классических компьютеров.
Пан и его коллеги обучили свою модель ИИ, показав ее, как различные распределения атомов рубидиума можно подталкиваться в ряд конфигураций сетки, используя различные паттерны лазерного света. В зависимости от начальных местоположений атомов, модель может быстро выработать правильный шаблон света, необходимый для перераспределения их в выбор 2D и 3D -форм.
Анимация, созданная с помощью лазерного рисунка с AI, отображает кошку Шредингера (версия здесь замедляется в 33) .credit: R. Lin et al., Phys. Преподобный Летт
Исследователи использовали свою модель, чтобы собрать массив до 2024 атомов рубидия всего за 60 миллисекунд. Напротив, другая группа собрала около 800 нейтральных атомов в прошлом году2но без использования ИИ это заняло целую секунду. Для видео кота Шредингера система ИИ направила лазерный свет для перемещения атомов для создания желаемых шаблонов. Атомы стали видимыми, когда они испускали свет в ответ на лазерные импульсы.
Масштабирование
Создание правильной схемы света или голограммы, которая диктует, как организовать нейтральные массивы атомов, обычно включает в себя множество кропотливых расчетов. «И делать эти расчеты, поскольку вы делаете массивы больше и больше, может занять много времени», – говорит Марк Саффман, физик из Висконсинского университета в Университете штата Висконсин. Вот почему многие из его коллег «были действительно впечатлены этой работой, как и я».
2025-08-15 19:04:00
1755306422
#ИИ #помогает #собирать #мозг #будущего #квантового #компьютера
Продолжение темы
