Квантовая Случайность — новая эра вероятностых вычислений
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) сделали гигантский шаг вперед, получив некоторый контроль над квантовой случайностью. Влияние этого прорыва огромно: оно охватывает не только потенциал для продвинутых вероятностных квантовых вычислений, но также разработку новаторских технологий измерения полей.
Квантовый Вакуум и Загадка
В квантовом мире даже вакуум, который обычно понимается как область, полностью лишенная материи или энергии, на самом деле не совсем пуст. В этом «пустом» пространстве происходят мелкие движения. Команда MIT сравнивает это с морем, которое внезапно оказывается волнующимся. Эти квантовые движения по сути случайны, что является резким контрастом с предсказуемым движением объектов макромасштаба.
Хотя квантовая случайность и облегчила создание настоящих генераторов случайных чисел, она также представила ряд вызовов. В частности, введение случайности в моделирование реальных событий было неуловимым.
В мире точных вычислений, где операции дают последовательные результаты, эта случайность была недостающим элементом. Стандартные вычисления управляют всем от ПК до смартфонов, но они испытывают трудности с захватом сложности и непредсказуемости физического мира.
Поиски Вероятностных Вычислений
Вероятностные вычисления — это святой Грааль для многих исследователей. Вместо того чтобы предоставлять один определенный ответ, такие системы предоставляют спектр возможных исходов, каждый из которых связан с вероятностью. Это делает их идеальными для задач, связанных с значительной неопределенностью, или для моделирования, где изучение различных сценариев может привести к оптимальным результатам.
Однако использование квантовой случайности для вероятностных вычислений оставалось мечтой, а не реальностью из-за трудностей с ее контролем. Но последнее открытие MIT дает надежду на прорыв. Получив контроль над квантовой случайностью, они представили концепции дизайнов для реальных вероятностных компьютеров.
Инновационный Подход
Команда MIT ввела слабое лазерное смещение в оптический параметрический генератор, который по своей сути производит случайные числа. Этот метод превратил генератор в контролируемый источник смещенной квантовой случайности.
Этот подход открывает неизведанные области в квантовых системах. Чарльз Рок-Карм, один из исследователей в этом проекте, подчеркнул новые возможности в вероятностных вычислениях и ультраточных технологиях измерения полей, которые открываются благодаря их новаторскому контролю над квантовой случайностью. Они смогли модулировать вероятности выходных состояний генератора, создав первый в мире управляемый фотонный вероятностный бит или «p-бит».
Квантовый скачок в вероятностных вычислениях
Этот прорыв в MIT означает не просто технический подвиг; он открывает путь к революции в вероятностных вычислениях. Первоначальные дизайны обещают, предоставляя возможность производить 10 000 бит в секунду, каждый из которых может следовать произвольному биномиальному распределению. Горизонт выглядит обнадеживающим, с потенциалом для битов с более высокой скоростью и более широким спектром применений в ближайшем будущем.
Профессор MIT Марин Сольячич поделился энтузиазмом, подчеркивая последствия управления движениями вакуума. Перспективы моделирования сложной динамики в различных областях говорят о том, что мы находимся на пороге новой эры в вычислениях.
В сущности, исследования MIT по контролю квантовой случайности могут стать ключом к будущему, в котором мы сможем более точно и полно моделировать наш сложный, непредсказуемый мир.
