تقوم الذكاء الاصطناعى بتصميم تجارب الفيزياء الجديدة الغريبة التي تعمل بالفعل

وقال Aephraim Steinberg ، وهو خبير في البصريات الكمومية في جامعة تورونتو: “ليجو هو الشيء الضخم الذي يفكر فيه الآلاف من الناس بعمق لمدة 40 عامًا”. “لقد فكروا في كل ما يمكن أن يكون لديهم ، وأي شيء جديد (الذكاء الاصطناعى) هو دليل على أنه شيء فشل الآلاف من الناس في فعله.”

على الرغم من أن الذكاء الاصطناعى لم يؤدي بعد إلى اكتشافات جديدة في الفيزياء ، إلا أنها أصبحت أداة قوية في جميع أنحاء الميدان. إلى جانب مساعدة الباحثين على تصميم التجارب ، يمكن أن يجد أنماطًا غير تافهة في البيانات المعقدة. على سبيل المثال ، قامت خوارزميات الذكاء الاصطناعى بتجميع التماثلات للطبيعة من البيانات التي تم جمعها في مصادم هادرون الكبير في سويسرا. هذه التماثلات ليست جديدة – كانت مفتاح نظريات آينشتاين للنسبية – لكن اكتشاف الذكاء الاصطناعى بمثابة دليل على مبدأ ما سيأتي. استخدم الفيزيائيون أيضًا منظمة العفو الدولية لإيجاد معادلة جديدة لوصف تكتل المادة المظلمة غير المرئية في الكون. “يمكن للبشر أن يبدأوا في التعلم من هذه الحلول” ، قال Adhikari.

بصرف النظر ولكن معا

في الفيزياء الكلاسيكية التي تصف عالمنا اليومي ، تحتوي الأشياء على خصائص محددة جيدًا مستقلة عن محاولات قياس تلك الخصائص: كرة البلياردو ، على سبيل المثال ، لها موقف وزخم معين في أي لحظة من الزمن.

في العالم الكمومي ، هذا ليس هو الحال. يوصف كائن كمي بواسطة كيان رياضي يسمى الحالة الكم. أفضل ما يمكن أن يفعله هو استخدام الحالة لحساب احتمال أن يكون الكائن ، على سبيل المثال ، في موقع معين عندما تبحث عنه هناك.

ما هو أكثر من ذلك ، يمكن للكائنات الكمومية (أو أكثر) مشاركة حالة كمية واحدة. خذ الضوء ، وهو مصنوع من الفوتونات. يمكن توليد هذه الفوتونات في أزواج “متشابكة” ، مما يعني أن الفوتونات تشتركان في حالة كمية واحدة مشتركة حتى لو كانت تتفكك. بمجرد قياس أحد الفوتونات ، يبدو أن النتيجة تحدد على الفور خصائص الأخرى – الآن بعيدة.

لعقود من الزمن ، افترض الفيزيائيون أن التشابك يتطلب أن تبدأ الكائنات الكمومية في نفس المكان. ولكن في أوائل التسعينيات ، أظهر أنطون زيلينجر ، الذي سيحصل لاحقًا على جائزة نوبل في الفيزياء لدراساته حول التشابك ، أن هذا لم يكن صحيحًا دائمًا. اقترح هو وزملاؤه تجربة بدأت مع اثنين من أزواج غير ذات صلة من الفوتونات المتشابكة. تم تشابك الفوتونات A و B مع بعضها البعض ، وكذلك الفوتونات C و D. قام الباحثون بعد ذلك بتصميم تجريبي ذكي مصنوع من البلورات ، مقسمة الشعاع وكاشفات ستعمل على الفوتونات B و C – فوتون واحد من كل من الزوجين المتشابكين. من خلال سلسلة من العمليات ، يتم اكتشاف الفوتونات B و C وتدميرها ، ولكن كمنتج ، تصبح جزيئات الشريك A و D ، اللذين لم يتفاعلوا سابقًا ، متشابكين. وهذا ما يسمى تبادل التشابك ، والذي أصبح الآن لبنة مهمة من التكنولوجيا الكمومية

كان هذا هو الوضع في عام 2021 ، عندما بدأ فريق Krenn في تصميم تجارب جديدة بمساعدة البرامج التي أطلق عليها اسم Pytheus – Py -Py -Python ، و Theus for Thisus ، بعد البطل اليوناني الذي قتل Minotaur الأسطوري. مثل الفريق تجارب بصرية باستخدام الهياكل الرياضية التي تسمى الرسوم البيانية ، والتي تتكون من العقد المتصلة بخطوط تسمى الحواف. تمثل العقد والحواف جوانب مختلفة من التجربة ، مثل انقسامات الشعاع ، أو مسارات الفوتونات ، أو ما إذا كان قد تفاعل فوتونان أم لا.