تطبيق خوارزمية AlphaZero على الحوسبة الكمومية 

أصبحت الحوسبة الكمومية أكثر تركيزًا خلال السنوات القليلة الماضية. يعمل الباحثون والشركات في جميع أنحاء العالم باستمرار على تطوير هذه التكنولوجيا ، والتي يمكن أن تحل المشكلات المعقدة للغاية والمتقدمة جدًا لأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية. 

إحدى هذه المجموعات التي تعمل على جهاز كمبيوتر كمي موجودة في جامعة آرهوس. استخدمت مجموعة بحثية بقيادة البروفيسور جاكوب شيرسون خوارزمية الكمبيوتر AlphaZero من أجل التحكم في نظام الكم.

تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية ميكانيكا الكم، وهي فرع من الفيزياء يركز على أصغر وحدات البناء في الكون. إحدى القواعد الأساسية هي أن النظام يمكن أن يوجد في أكثر من حالة في نفس الوقت. 

تُترجم هذه القواعد إلى لغة الكمبيوتر ، ويمكن للكمبيوتر الكمومي إجراء عمليات حسابية متعددة في نفس الوقت. هذا يعني أن الكمبيوتر الكمومي يمكن أن يعمل بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر العادية. 

تم تأسيس نظرية أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، ولكن لا يزال يتعين إنشاء كمبيوتر كمي واسع النطاق. 

AlphaZero قادر على التعلم بمفرده دون أي تدخل من البشر. لهذا السبب ، تمكنت الخوارزمية من هزيمة كل من البشر وبرامج الكمبيوتر المعقدة في ألعاب صعبة مثل Go و Shogi و Chess. كان AlphaZero قادرًا على القيام بذلك من خلال التنافس ضد نفسه والتحسين بمرور الوقت. 

تمكنت الخوارزمية من التغلب على برنامج الشطرنج الرائد Stockfish بعد اللعب ضد نفسها لمدة أربع ساعات فقط. بعد هذا الأداء المثير للإعجاب ، قارن الأستاذ الكبير الدنماركي بيتر هاين نيلسن AlphaZero بالأنواع الغريبة المتفوقة.

استخدمت مجموعة البحث في جامعة آرهوس المحاكاة الحاسوبية لتوضيح كيف يمكن تطبيق AlphaZero على ثلاث مشاكل تحكم مختلفة. يمكن أن تستخدم هذه في الكمبيوتر الكمومي. 

"يستخدم AlphaZero شبكة عصبية عميقة جنبًا إلى جنب مع نظرة عميقة في بحث شجري موجه ، مما يسمح بتقريب متغير خفي تنبؤي لمشهد المعلمة الكمومية. للتأكيد على قابلية النقل ، قمنا بتطبيق وقياس الخوارزمية على ثلاث فئات من مشاكل التحكم باستخدام مجموعة واحدة مشتركة فقط من المعلمات الفائقة الخوارزمية "، وفقًا للدراسة. 

تم نشر البحث الذي أجراه الفريق في معلومات كمية الطبيعة.

قيادة دكتوراه. تحدث الطالب Mogens Dalgaard عن إعجاب الفريق بقدرة AlphaZero على تعليم نفسه بسرعة.

"عندما قمنا بتحليل البيانات من AlphaZero ، رأينا أن الخوارزمية قد تعلمت استغلال التماثل الأساسي للمشكلة الذي لم نضعه في الاعتبار في الأصل. كانت تجربة مدهشة."

جاء الاختراق الحقيقي من إقران AlphaZero ، وهي خوارزمية رائعة للغاية من تلقاء نفسها ، مع خوارزمية متخصصة لتحسين الكم. 

وفقا للبروفيسور جاكوب شيرسون ، "هذا يشير إلى أننا ما زلنا في حاجة المهارات والخبرات البشرية ، وأن الهدف من المستقبل يجب أن يكون فهم وتطوير واجهات ذكاء مختلطة تستغل على النحو الأمثل نقاط القوة في كليهما. "

تريد المجموعة تسريع وتيرة التطوير داخل المجال ، لذلك أطلقوا الكود وجعلوه متاحًا بشكل مفتوح. ولدت هذه الخطوة الكثير من الاهتمام.

قال جاكوب شيرسون: "في غضون ساعات قليلة ، اتصلت بي شركات التكنولوجيا الكبرى مع مختبرات الكم والجامعات العالمية الرائدة لإقامة تعاون مستقبلي". "لذلك ربما لن يمر وقت طويل حتى يتم استخدام هذه الأساليب في التجارب العملية في جميع أنحاء العالم."

العقل العميق هي شركة شقيقة لشركة Google مقرها المملكة المتحدة وهي مسؤولة عن كل من AlphaZero و AlphaGo. تظهر هذه الأنظمة الآن أهميتها في مجالات أخرى ، بما في ذلك الحوسبة الكمومية.