La inteligencia artificial es parte de nuestra vida moderna. Una pregunta crucial para las aplicaciones prácticas es qué tan rápido pueden aprender estas máquinas inteligentes. Un experimento ha respondido a esta pregunta, mostrando que la tecnología cuántica permite acelerar el proceso de aprendizaje. Los físicos hanlogró este resultado mediante el uso de un procesador cuántico para fotones individuales como un robot.
Robots que resuelven juegos de computadora, reconocen voces humanas o ayudan a encontrar tratamientos médicos óptimos: esos son solo algunos ejemplos asombrosos de lo que el campo de la inteligencia artificial ha producido en los últimos años. La carrera en curso por mejores máquinas ha llevado a laParalelamente, el enorme progreso reciente en las tecnologías cuánticas ha confirmado el poder de la física cuántica, no solo por sus teorías a menudo peculiares y desconcertantes, sino también para las aplicaciones de la vida real.idea de fusionar los dos campos: por un lado, la inteligencia artificial con sus máquinas autónomas; por otro lado, la física cuántica con sus potentes algoritmos.
En los últimos años, muchos científicos han comenzado a investigar cómo unir estos dos mundos y a estudiar de qué manera la mecánica cuántica puede resultar beneficiosa para el aprendizaje de robots, o viceversa. Varios resultados fascinantes han mostrado, por ejemplo, robotsdecidir más rápido sobre su próximo movimiento, o el diseño de nuevos experimentos cuánticos utilizando técnicas de aprendizaje específicas. Sin embargo, los robots aún eran incapaces de aprender más rápido, una característica clave en el desarrollo de máquinas autónomas cada vez más complejas.
Dentro de una colaboración internacional liderada por Philip Walther, un equipo de físicos experimentales de la Universidad de Viena, junto con teóricos de la Universidad de Innsbruck, la Academia de Ciencias de Austria, la Universidad de Leiden y el Centro Aeroespacial Alemán, han tenido éxitoen probar experimentalmente por primera vez una aceleración en el tiempo de aprendizaje real del robot. El equipo ha hecho uso de fotones individuales, las partículas fundamentales de luz, acoplados en un procesador cuántico fotónico integrado, que fue diseñado en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.. Este procesador se utilizó como un robot y para implementar las tareas de aprendizaje. Aquí, el robot aprendería a enrutar los fotones individuales en una dirección predefinida. "El experimento podría mostrar que el tiempo de aprendizaje se reduce significativamente en comparación con el caso en el que no hay cuánticase utiliza la física ", dice Valeria Saggio, primera autora de la publicación.
En pocas palabras, el experimento se puede entender imaginando un robot parado en una encrucijada, con la tarea de aprender a girar siempre a la izquierda. El robot aprende obteniendo una recompensa al hacer el movimiento correcto. Ahora, si elEl robot se coloca en nuestro mundo clásico habitual, luego intentará un giro a la izquierda o a la derecha, y será recompensado solo si se elige el giro a la izquierda. Por el contrario, cuando el robot explota la tecnología cuántica, los aspectos extraños de la física cuántica entran en juegoEl robot ahora puede hacer uso de una de sus características más famosas y peculiares, el llamado principio de superposición. Esto se puede entender intuitivamente imaginando al robot dando los dos giros, izquierda y derecha, al mismo tiempo ". Esta teclaEsta característica permite la implementación de un algoritmo de búsqueda cuántica que reduce el número de intentos para aprender la ruta correcta. Como consecuencia, un agente que puede explorar su entorno en superposición aprenderá significativamente más rápido que su cuenta clásica.terpart ", dice Hans Briegel, quien desarrolló las ideas teóricas sobre los agentes de aprendizaje cuántico con su grupo en la Universidad de Innsbruck.
Esta demostración experimental de que el aprendizaje automático puede mejorarse mediante el uso de la computación cuántica muestra ventajas prometedoras al combinar estas dos tecnologías. "Estamos apenas comenzando a comprender las posibilidades de la inteligencia artificial cuántica", dice Philip Walther, "y por lo tanto cada nuevo experimento experimentalEl resultado contribuye al desarrollo de este campo, que actualmente se considera una de las áreas más fértiles para la computación cuántica ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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