Алгоритм AlphaZero застосований до квантових обчислень

Квантові обчислення стали більш фокусованими за останні кілька років. Дослідники та компанії по всьому світу постійно працюють над розробкою цієї технології, яка може вирішувати надзвичайно складні проблеми, які є занадто складними для класичних комп’ютерів.

Одна така група, яка працює над квантовим комп’ютером, знаходиться в Університеті Орхуса. Дослідницька група під керівництвом професора Джейкоба Шерсона використала комп’ютерний алгоритм AlphaZero для контролю квантової системи.

Квантові комп’ютери використовують квантову механіку, яка є галуззю фізики, що фокусується на найменших будівельних блоках нашого Всесвіту. Одним із фундаментальних правил є те, що система може існувати в більш ніж одному стані одночасно.

Ці правила перекладаються на комп’ютерну мову, і квантовий комп’ютер може виконувати кілька обчислень одночасно. Це означає, що квантовий комп’ютер може працювати набагато швидше, ніж звичайні комп’ютери.

Теорія квантових комп’ютерів була встановлена, але ще не було створено повномасштабного квантового комп’ютера.

AlphaZero здатний навчатися самостійно без будь-якого втручання людини. Через це алгоритм能够 перемогти як людей, так і складні комп’ютерні програми в складних іграх, таких як Го, Сьогі та Шахи. AlphaZero міг зробити це, змагаючись із собою та покращуючи з часом.

Алгоритм зміг перемогти провідну шахову програму Stockfish після гри проти себе лише за чотири години. Після цього вражаючого результату данський гросмейстер Петер Гейне Нільсен порівняв AlphaZero з вищою іншопланетною расою.

Дослідницька група в Університеті Орхуса використала комп’ютерні симуляції для демонстрації того, як AlphaZero можна застосувати до трьох різних задач контролю. Ці задачі можуть бути використані в квантовому комп’ютері.

«AlphaZero використовує глибоку нейронну мережу в поєднанні з глибоким пошуком у керованому дереві, що дозволяє передбачити приховані змінні апроксимації квантового параметричного ландшафту. Для підкреслення переносимості ми застосовуємо та оцінюємо алгоритм на трьох класах задач контролю, використовуючи лише одну спільну сукупність алгоритмічних гіперпараметрів», — зазначено в дослідженні.

Дослідження, проведене командою, було опубліковано в Nature Quantum Information.

Ведучий аспірант Могенс Дальгард говорив про те, як команда була вражена здатністю AlphaZero швидко навчатися.

«Коли ми аналізували дані з AlphaZero, ми побачили, що алгоритм навчився використовувати підкладну симетрію проблеми, яку ми спочатку не розглянули. Це був неймовірний досвід».

Справжній прорив стався завдяки поєднанню AlphaZero, який є надзвичайно вражаючим алгоритмом сам по собі, з спеціалізованим квантовим алгоритмом оптимізації.

За словами професора Джейкоба Шерсона, «це вказує на те, що нам все ще потрібні людські навички та експертиза, і що метою майбутнього повинно бути розуміння та розвиток гібридних інтерфейсів інтелекту, які оптимально використовують сильні сторони обох».

Команда хоче прискорити розвиток у цій галузі, тому вони випустили код і зробили його відкритим. Цей крок викликав великий інтерес.

«За кілька годин мене контактували великі технологічні компанії з квантовими лабораторіями та міжнародними провідними університетами для встановлення майбутньої співпраці», — сказав Джейкоб Шерсон. «так що, ймовірно, не мине багато часу, поки ці методи не знайдуть застосування в практичних експериментах по всьому світу».

DeepMind — це британська компанія, сестринська компанія Google (GOOGL ), яка відповідає за створення AlphaZero та AlphaGo. Ці системи зараз демонструють свою важливість у інших галузях, включаючи квантові обчислення.