就像一艘航向未知星辰的太空飞船基于神经网络的新方法正准备着陆在量子系统模拟领域而3nm芯片的量产则是
雷锋网独家：量子计算与人工智能并行迈向未来，科学家们突破性地开发了一种基于神经网络的前所未有的模拟开放量子系统的方法，这将是解决量子科学和技术领域多个关键问题的重要基石。这种新颖的计算工具不仅能够处理复杂的开放量子系统，还具有巨大的扩展潜力。
这项研究由欧洲物理学实验室（EPFL）、法国、英国和美国的一线物理学家独立完成，并在《物理评论快报》上发表。这项工作展示了如何利用神经网络来模拟由许多粒子组成的大型开放量子系统，这些系统在自然界中极其普遍，但至今仍然难以精确描述。
传统超级计算机虽然能够模拟一些小型闭合量子的行为，但对于包含数十亿个粒子的开放系统来说，它们就显得力不从心。原因在于，预测这些系统的行为需要指数级增长的计算能力，而目前我们还无法实现这一点。
“当一个打开时，情况变得更加复杂，因为它会受到外部环境干扰，” EPFL理论物理实验室主任Vincenzo Savona教授指出，“因此，我们需要一种有效模拟这些受影响系统的手段。”
Savona及其博士生Alexandra Nagy使用神经网络和机器学习算法来克服这一挑战，他们训练了一个神经网络来同时表示各种可能被它们环境投射到的多种状态。这种方法允许他们准确预测不同大小和形状任意几何形状下的开放量子的性质。
该方法已经通过测试，对二维耗散自旋模型进行了验证，并显示出了惊人的效率。“这是一个全新的计算工具，它解决了长期以来困扰我们的问题，而且它有着广泛的应用潜力，” Savona说，“这个工具将成为研究复杂现象必不可少的一部分。”
随着噪声对量子硬件性能评估日益增强，这项研究为未来的设备设计提供了宝贵见解。此外，该团队计划继续改进其算法，以更好地理解并控制这些微观世界中的奇异现象。
