La palabra 'replicante' evoca pensamientos de un mundo de ciencia ficción donde la sociedad ha reemplazado a criaturas comunes con máquinas artificiales que replican su comportamiento. Ahora los investigadores de Singapur han demostrado que si alguna vez se crean tales máquinas, funcionarán de manera más eficiente siaprovechan la teoría cuántica para responder al medio ambiente.
Esto sigue los hallazgos de un equipo del Centro de Tecnologías Cuánticas CQT, publicado el 10 de febrero en información cuántica npj . El equipo investigó los 'procesos de entrada-salida', evaluando el marco matemático utilizado para describir dispositivos arbitrarios que toman decisiones futuras basadas en estímulos recibidos del entorno. En casi todos los casos, encontraron que un dispositivo cuántico es más eficiente porque clásicolos dispositivos deben almacenar más información pasada de la necesaria para simular el futuro.
"La razón resulta ser la falta de una realidad definitiva de la teoría cuántica", dice la coautora Mile Gu, profesora asistente de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur, afiliada a CQT. "La mecánica cuántica tiene esta característica famosa donde"Algunas propiedades de las partículas cuánticas no solo son desconocidas antes de que se midan, sino que fundamentalmente no existen en un estado definitivo antes del acto de medición", dice. La física solo especifica las probabilidades de que el sistema colapse a cada valor posible una vez que la mediciónse realiza. Eso permite que el sistema cuántico, en cierto sentido, haga más con menos.
La coautora Jayne Thompson, investigadora del CQT, explica más adelante: "Los sistemas clásicos siempre tienen una realidad definitiva. Necesitan retener suficiente información para responder correctamente a cada posible estímulo futuro. Diseñando un dispositivo cuántico para que diferentes entradasson como diferentes mediciones cuánticas, podemos replicar el mismo comportamiento sin conservar una descripción completa de cómo responder a cada pregunta individual ". Andrew Garner, otro investigador de CQT, y Vlatko Vedral, investigador principal de CQT y profesor de la Universidadde Oxford, también contribuyó al papel.
Los hallazgos avanzan en trabajos anteriores. En 2012, Vedral, Gu y otros demostraron un resultado similar para otra clase de problemas conocidos como procesos estocásticos. Estos son sistemas que tienen una dinámica independiente de estímulos externos. Ese resultado fue puesto a prueba experimental porcolaboradores de la Universidad Griffith en Australia. Construyeron un simulador cuántico de la vida real de un proceso estocástico [Science Advances 3, e1601302 2017].
Este experimento de prueba de principio usó solo dos partículas de luz. Las primeras simulaciones de procesos de entrada-salida probablemente también serán a pequeña escala, pero Gu espera ver finalmente tecnologías cuánticas que simulen cómo los sistemas complejos reaccionarán y evolucionarán en realidadsituaciones de la vida.
"Los procesos de entrada-salida son ubicuos por naturaleza", dice Vedral. "Cada entidad es esencialmente un proceso de entrada-salida, desde redes neuronales que procesan entradas pasadas para tomar decisiones futuras, hasta semillas que determinan cuándo germinar en función de estímulos externos," él dice.
"Los humanos han estado fascinados por mucho tiempo con la idea de replicar la naturaleza a través de máquinas, desde el famoso caballero mecánico de Leonardo da Vinci hasta la ficción especulativa de futuros androides como 'Do Androids Dream of Electric Sheep' de Philip K. Dick que inspiró la película Blade Runner,"Gu dice." Quizás los androides en el futuro, diseñados por una civilización avanzada obsesionada con la eficiencia, sueñen con ovejas cuánticas ".
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Materiales proporcionados por Centro de Tecnologías Cuánticas en la Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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