Algoritmul AlphaZero aplicat calculului cuantic 

Calculul cuantic a devenit mai mult un accent în ultimii ani. Cercetătorii și companiile din întreaga lume lucrează constant la dezvoltarea acestei tehnologii, care poate rezolva probleme extrem de complicate, care sunt prea avansate pentru calculatoarele clasice. 

Un astfel de grup care lucrează la un computer cuantic se află la Universitatea Aarhus. Un grup de cercetare condus de profesorul Jacob Sherson a folosit algoritmul computerizat alphazero pentru a controla un sistem cuantic.

Calculatoarele cuantice utilizează mecanica cuantică, care este o ramură a fizicii care se concentrează pe cele mai mici blocuri de construcție ale universului nostru. Una dintre regulile fundamentale este că un sistem poate exista în mai multe stări la un moment dat. 

Aceste reguli sunt traduse în limbajul computerului, iar un computer cuantic este capabil să efectueze mai multe calcule în același timp. Aceasta înseamnă că un computer cuantic poate funcționa mult mai rapid decât computerele obișnuite. 

Teoria calculatoarelor cuantice a fost stabilită, dar încă nu a fost creat un computer cuantic la scară largă. 

AlphaZero este capabil să învețe singur, fără nicio intervenție din partea oamenilor. Din această cauză, algoritmul a reușit să învingă atât oamenii, cât și programele complexe de calculator în jocuri dificile precum Go, Shogi și Șah. AlphaZero a reușit să facă acest lucru concurând împotriva lui însuși și îmbunătățindu-se în timp. 

Algoritmul a reușit să învingă programul principal de șah Stockfish după ce a jucat împotriva lui însuși timp de doar patru ore. După acea performanță impresionantă, marele maestru danez Peter Heine Nielsen a comparat AlphaZero cu o specie extraterestră superioară.

Grupul de cercetare de la Universitatea Aarhus a folosit simulări pe computer pentru a demonstra modul în care AlphaZero poate fi aplicat la trei probleme de control diferite. Acestea ar putea fi folosite într-un computer cuantic. 

„AlphaZero folosește o rețea neuronală profundă în combinație cu perspectiva profundă într-o căutare ghidată în arbore, care permite o aproximare predictivă a variabilelor ascunse a peisajului parametrilor cuantici. Pentru a sublinia transferabilitatea, aplicăm și evaluăm algoritmul pe trei clase de probleme de control folosind doar un singur set comun de hiperparametri algoritmici”, potrivit studiului. 

Cercetarea efectuată de echipă a fost publicată în Nature Quantum Information.

Ph.D. studentul Mogens Dalgaard a vorbit despre modul în care echipa a fost impresionată de capacitatea AlphaZero de a se preda rapid.

„Când am analizat datele de la AlphaZero, am văzut că algoritmul a învățat să exploateze o simetrie de bază a problemei pe care nu am luat-o în considerare inițial. A fost o experiență uimitoare.”

Adevărata descoperire a venit din împerecherea AlphaZero, care este un algoritm extrem de impresionant în sine, cu un algoritm specializat de optimizare cuantică. 

Potrivit profesorului Jacob Sherson, „Acesta indică faptul că încă avem nevoie de abilități și expertiză umane și că scopul viitorului ar trebui să fie înțelegerea și dezvoltarea interfețelor de inteligență hibride care să exploateze în mod optim punctele forte ale ambelor.”

Grupul dorește să accelereze ritmul de dezvoltare în domeniu, așa că a lansat codul și l-au făcut disponibil în mod deschis. Mutarea a generat mult interes.

„În câteva ore am fost contactat de mari companii de tehnologie cu laboratoare cuantice și universități internaționale de top pentru a stabili o viitoare colaborare”, a spus Jacob Sherson. „Deci probabil că nu va trece mult până când aceste metode își vor găsi utilizarea în experimente practice din întreaga lume.”

DeepMind este o companie-soră Google cu sediul în Marea Britanie, care este responsabilă atât pentru AlphaZero, cât și pentru AlphaGo. Aceste sisteme își arată acum importanța în alte domenii, inclusiv în calculul cuantic.