AlphaZero algoritam primijenjen na kvantno računalstvo 

Kvantno računalstvo postalo je sve više u fokusu posljednjih nekoliko godina. Istraživači i tvrtke diljem svijeta neprestano rade na razvoju ove tehnologije koja može riješiti izuzetno komplicirane probleme koji su previše napredni za klasična računala. 

Jedna takva grupa koja radi na kvantnom računalu je na Sveučilište Aarhus. Istraživačka grupa pod vodstvom profesora Jacoba Shersona upotrijebila je računalni algoritam alphazero kako bi kontrolirali kvantni sustav.

Kvantna računala koriste kvantnu mehaniku, granu fizike koja se fokusira na najmanje građevne blokove našeg svemira. Jedno od temeljnih pravila je da sustav može postojati u više od jednog stanja istovremeno. 

Ova se pravila prevode u računalni jezik, a kvantno računalo može izvoditi više izračuna u isto vrijeme. To znači da kvantno računalo može raditi mnogo brže od običnih računala. 

Teorija kvantnih računala je uspostavljena, ali tek treba biti stvoreno kvantno računalo u punoj veličini. 

AlphaZero je sposoban samostalno učiti bez ikakvog uplitanja ljudi. Zbog toga je algoritam uspio pobijediti i ljude i složene računalne programe u teškim igrama kao što su Go, Shogi i Šah. AlphaZero je to uspio natječući se sam sa sobom i poboljšavajući se tijekom vremena. 

Algoritam je uspio pobijediti vodeći šahovski program Stockfish nakon što je igrao protiv sebe samo četiri sata. Nakon te impresivne izvedbe, danski velemajstor Peter Heine Nielsen usporedio je AlphaZero s superiornom izvanzemaljskom vrstom.

Istraživačka grupa na Sveučilištu Aarhus koristila je računalne simulacije kako bi pokazala kako se AlphaZero može primijeniti na tri različita problema upravljanja. Oni bi se mogli koristiti u kvantnom računalu. 

“AlphaZero koristi duboku neuronsku mrežu u kombinaciji s dubokim pogledom unaprijed u vođenoj pretrazi stabla, što omogućuje prediktivnu aproksimaciju skrivenih varijabli pejzaža kvantnih parametara. Kako bismo naglasili prenosivost, primjenjujemo i mjerimo algoritam na tri klase problema upravljanja koristeći samo jedan zajednički skup algoritamskih hiperparametara,” navodi se u studiji. 

Istraživanje koje je proveo tim objavljeno je u Kvantne informacije prirode.

Glavni dr.sc. student Mogens Dalgaard govorio je o tome kako je tim bio impresioniran AlphaZero-ovom sposobnošću da brzo podučava sam sebe.

“Kada smo analizirali podatke iz AlphaZero vidjeli smo da je algoritam naučio iskoristiti temeljnu simetriju problema koju izvorno nismo uzeli u obzir. To je bilo nevjerojatno iskustvo.”

Pravi proboj došao je uparivanjem AlphaZero, koji je sam po sebi iznimno impresivan algoritam, sa specijaliziranim algoritmom kvantne optimizacije. 

Prema profesoru Jacobu Shersonu, “Ovo pokazuje da smo još uvijek u potrebi ljudskih vještina i stručnosti, te da bi cilj budućnosti trebao biti razumijevanje i razvoj hibridnih obavještajnih sučelja koja optimalno iskorištavaju prednosti oba.”

Grupa želi ubrzati tempo razvoja unutar polja, pa su izdali kod i učinili ga javno dostupnim. Selidba je izazvala veliko zanimanje.

"Unutar nekoliko sati kontaktirale su me velike tehnološke tvrtke s kvantnim laboratorijima i vodećim međunarodnim sveučilištima kako bismo uspostavili buduću suradnju", rekao je Jacob Sherson. "pa vjerojatno neće proći dugo dok ove metode ne nađu primjenu u praktičnim eksperimentima diljem svijeta."

DeepMind Googleova je sestrinska tvrtka sa sjedištem u Velikoj Britaniji koja je odgovorna za AlphaZero i AlphaGo. Ovi sustavi sada pokazuju svoju važnost u drugim područjima, uključujući kvantno računalstvo.