post-title Neue KI kann Quantensysteme ohne massive Rechenleistung simulieren https://computerepairlkn.com/wp-content/uploads/2216x1244.jpg 2019-07-06 10:31:21 yes no Posted by Categories: Computer Repair LKN, Home Page

Neue KI kann Quantensysteme ohne massive Rechenleistung simulieren

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Neue KI kann Quantensysteme ohne massive Rechenleistung simulieren

Auch im Alltag unterliegt die Natur den Gesetzen der Quantenphysik. Diese Gesetze erklären gängige Phänomene wie Licht, Schall, Hitze oder sogar die Flugbahnen von Bällen auf einem Billardtisch. Aber wenn sie auf eine große Anzahl interagierender Partikel treffen, treten, laut den Gesetzen der Quantenphysik, eine Vielzahl von Phänomenen ein.

Um Quantensysteme zu untersuchen, müssen Physiker sie zunächst simulieren können, was zumeist mit der Hilfe von Supercomputern geschieht. Doch während Moore’s Law voraussagt, dass sich die Rechenleistung von Computern alle paar Jahre verdoppelt, sind wir bei weitem noch nicht bei der Leistung angekommen, die benötigt wird, um die Herausforderungen der Quantenphysik zu bewältigen.

Die Vorhersage der Eigenschaften eines Quantensystems sind nämlich enorm komplex und die Berechnung erfordert eine Rechenleistung, die exponentiell mit der Größe des Quantensystems wächst – eine “intrinsisch komplexe” Aufgabe. Und das Ganze wird noch komplizierter, wenn das Quantensystem offen ist, was bedeutet, dass es den Störungen seiner Umgebung ausgesetzt ist.

Dennoch sind Werkzeuge zur effizienten Simulation offener Quantensysteme dringend erforderlich, da die meisten dieser experimentellen Plattformen Systeme solcher Art sind. Physiker sind also ständig auf der Suche nach neuen Möglichkeiten , diese zu simulieren und zu vergleichen. Dank einer neuen Berechnungsmethode, die Quantensysteme mit neuronalen Netzen simuliert, wurden jetzt erstmals erhebliche Fortschritte auf dem Gebiet erzielt.

Im Prinzip haben die Wissenschaftler dafür ein neuronales Netzwerk und Machine Learnung mit “Quanten-Monte-Carlo-Tools” kombiniert. Mit dem Begriff ist ein großes Toolkit von Berechnungsmethoden gemeint, mit denen Physiker komplexe Quantensysteme untersuchen. Die Wissenschaftler trainierten ein neuronales Netzwerk, um gleichzeitig die vielen Quantenzustände darzustellen, in denen ein Quantensystem durch den Einfluss seiner Umgebung beeinflusst werden kann.

Der neuronale Netzwerkansatz ermöglichte es den Physikern, die Eigenschaften von Quantensystemen beträchtlicher Größe und beliebiger Geometrie vorherzusagen. Das Ganze ist ein neuartiger Berechnungsansatz, der das Problem der offenen Quantensysteme angeht und viel Potenzial für die Skalierbarkeit birgt.

via: actu

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