อัลกอริทึม AlphaZero ที่ใช้กับการคำนวณควอนตัม

การคำนวณควอนตัมได้รับความสนใจมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยและบริษัททั่วโลกกำลังทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อพัฒนเทคโนโลยีนี้ ซึ่งสามารถแก้ปัญหาที่ซับซ้อนมากเกินกว่าความสามารถของคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก

หนึ่งในกลุ่มที่ทำงานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมคือที่ มหาวิทยาลัยออร์ฮูส กลุ่มวิจัยที่นำโดย Professor Jacob Sherson ได้ใช้อัลกอริทึม AlphaZero เพื่อควบคุมระบบควอนตัม

คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้กลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่มุ่งเน้นไปที่บล็อกการก่อสร้างที่เล็กที่สุดของจักรวาลของเรา หนึ่งในกฎพื้นฐานคือระบบสามารถมีอยู่ในมากกว่าหนึ่งสถานะในเวลาเดียวกัน

กฎเหล่านี้ถูกแปลเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ และคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำการคำนวณหลายอย่างในเวลาเดียวกัน ซึ่งหมายความว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำงานได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ปกติ

ทฤษฎีของคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้รับการ建立แล้ว แต่ยังไม่มีคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่ถูกสร้างขึ้น

AlphaZero สามารถเรียนรู้ได้ด้วยตัวเองโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากมนุษย์ เนื่องจากสิ่งนี้ อัลกอริทึมจึงสามารถเอาชนะทั้งมนุษย์และโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนในเกมที่ยาก เช่น Go, Shogi และ Chess AlphaZero สามารถทำได้โดยการแข่งขันกับตัวเองและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง

อัลกอริทึมสามารถเอาชนะโปรแกรมเชสชั้นนำ Stockfish หลังจากเล่นกับตัวเองเพียงสี่ชั่วโมง หลังจากนั้น ผู้เชี่ยวชาญด้านเชส Peter Heine Nielsen เปรียบAlphaZero กับชนิดพันธุ์ต่างดาวที่เหนือกว่า

กลุ่มวิจัยที่มหาวิทยาลัยออร์ฮูสได้ใช้การจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อแสดงวิธีการที่ AlphaZero สามารถนำไปใช้กับปัญหาการควบคุมสามแบบที่แตกต่างกัน ซึ่งอาจใช้ได้ในคอมพิวเตอร์ควอนตัม

“AlphaZero ใช้เครือข่ายประสาทที่ลึกร่วมกับการมองหาล่วงหน้าที่ลึกในแบบค้นหาที่มีคำแนะนำ ซึ่งช่วยให้สามารถประมาณค่าพารามิเตอร์ควอนตัมได้ โดยเน้นย้ำถึงการถ่ายโอน เราใช้และทดสอบอัลกอริทึมบนสามประเภทของปัญหาการควบคุมโดยใช้ชุดอัลกอริทึมไฮเปอร์พารามิเตอร์ที่เหมือนกัน” ตามการศึกษา

การวิจัยที่ทำโดยทีมได้รับการตีพิมพ์ใน Nature Quantum Information

นักศึกษาระดับ博士 Mogens Dalgaard พูดถึงความประทับใจของทีมที่ AlphaZero สามารถสอนตัวเองได้อย่างรวดเร็ว

“เมื่อเราวิเคราะห์ข้อมูลจาก AlphaZero เราเห็นว่าอัลกอริทึมได้เรียนรู้ที่จะใช้ประโยชน์จากสมมาตรพื้นฐานของปัญหาที่เราไม่ได้พิจารณาในตอนแรก ซึ่งเป็นประสบการณ์ที่น่าประทับใจมาก”

การผสมผสานที่แท้จริงมาจากการจับคู่ AlphaZero ซึ่งเป็นอัลกอริทึมที่น่าประทับใจมากด้วยตัวเอง กับอัลกอริทึมการเพิ่มประสิทธิภาพควอนตัมที่มีเฉพาะตัว

ตามที่ Professor Jacob Sherson กล่าวว่า “สิ่งนี้บ่งชี้ว่าเรายังคงต้องการทักษะและความเชี่ยวชาญของมนุษย์ และวัตถุประสงค์ของอนาคตควรเป็นการทำความเข้าใจและพัฒนาสchnittstelle ความฉลาดที่มีประสิทธิภาพซึ่งใช้ประโยชน์จากจุดแข็งของทั้งสองอย่าง”

กลุ่มวิจัยต้องการเร่งความเร็วในการพัฒนาภายในสาขานี้ ดังนั้นพวกเขาจึงปล่อยโค้ดและทำให้สามารถเข้าถึงได้อย่างเปิดเผย การเคลื่อนไหวนี้สร้างความสนใจมาก

“ภายในไม่กี่ชั่วโมง ฉันถูกติดต่อโดยบริษัทเทคโนโลยีรายใหญ่ที่มีห้องปฏิบัติการควอนตัมและมหาวิทยาลัยชั้นนำระดับนานาชาติเพื่อสร้างความร่วมมือในอนาคต” Jacob Sherson กล่าว “ดังนั้นจึงไม่น่าจะใช้เวลานานจนกว่าวิธีการเหล่านี้จะถูกนำไปใช้ในทดลองปฏิบัติในระดับโลก”

DeepMind เป็นบริษัทสาขาของ Google (GOOGL ) ที่มีฐานอยู่ในสหราชอาณาจักร ซึ่งรับผิดชอบทั้ง AlphaZero และ AlphaGo ระบบเหล่านี้แสดงถึงความสำคัญในพื้นที่อื่น ๆ รวมถึงการคำนวณควอนตัม