De schaakwereld was verbaasd toen het computeralgoritme AlphaZero leerde, na slechts vier uur alleen, om de beste schaakprogramma's te verslaan die zijn gebaseerd op menselijke expertise. Nu heeft een onderzoeksgroep aan de universiteit van Aarhus in Denemarken hetzelfde algoritme gebruikt om een ​​kwantumcomputer te besturen.

Over de hele wereld, talloze onderzoeksgroepen proberen een kwantumcomputer te bouwen. Zo'n computer zou bepaalde problemen kunnen oplossen die niet kunnen worden opgelost met de huidige klassieke computers, zelfs als we al deze computers in de wereld in één zouden combineren.

Aan de universiteit van Aarhus, onderzoekers delen de ambitie om een ​​kwantumcomputer te bouwen. Om deze reden, een onderzoeksgroep onder leiding van professor Jacob Sherson heeft zojuist het computeralgoritme AlphaZero gebruikt om een ​​kwantumsysteem te leren besturen.

Wat AlphaZero interessant maakt, is dat het zelfstandig kan leren zonder enige vorm van menselijke expertise. Op deze manier, AlphaZero heeft zowel mensen als gespecialiseerde computerprogramma's verslagen in games als Go, Shogi, en schaken, en het leerde dat alleen door tegen zichzelf te spelen. Na slechts vier uur tegen zichzelf te hebben gespeeld, AlphaZero wist het toonaangevende schaakprogramma Stockfish te verslaan. AlphaZero was zo superieur dat de Deense grootmeester Peter Heine Nielsen het programma vergeleek met een superieure buitenaardse soort die de aarde had bezocht om ons te verslaan met schaken.

AlphaZero is goed alleen, maar beter met onderzoekers

De onderzoeksgroep van de Universiteit van Aarhus heeft, via computersimulaties, toonde de brede toepasbaarheid aan door AlphaZero toe te passen op drie verschillende besturingsproblemen die elk mogelijk in een kwantumcomputer zouden kunnen worden gebruikt. Hun werk is onlangs gepubliceerd in Natuur Quantum Informatie .

Het team was erg onder de indruk van AlphaZero's leervermogen, als de leidende Ph.D. student Mogens Dalgaard beschreef:"Toen we de gegevens van AlphaZero analyseerden, zagen we dat het algoritme had geleerd om een ​​onderliggende symmetrie van het probleem te benutten waar we oorspronkelijk niet aan dachten. Dat was een geweldige ervaring."

Echter, ook al is AlphaZero op zich een indrukwekkend algoritme, het onderzoeksteam behaalde de beste resultaten toen ze AlphaZero combineerden met een gespecialiseerd kwantumoptimalisatie-algoritme. Zoals professor Jacob Sherson concludeert:"Dit geeft aan dat we nog steeds behoefte hebben aan menselijke vaardigheden en expertise, en dat het doel van de toekomst zou moeten zijn om hybride intelligentie-interfaces te begrijpen en te ontwikkelen die de sterke punten van beide optimaal benutten".

In een poging om de ontwikkeling in het veld te versnellen, de onderzoeksgroep heeft de code openlijk beschikbaar gesteld en ze waren verrast over de belangstelling. "Binnen een paar uur werd ik benaderd door grote technologiebedrijven met kwantumlaboratoria en internationaal toonaangevende universiteiten om toekomstige samenwerking tot stand te brengen, "Jacob Sherson zegt:en vervolgt "dus het zal waarschijnlijk niet lang duren voordat deze methoden in praktische experimenten over de hele wereld zullen worden gebruikt."

Achtergrond informatie, de kwantumcomputer:

Een kwantumcomputer maakt gebruik van kwantummechanica, een tak van de natuurkunde die de kleinste bouwstenen van ons universum beschrijft. Op deze kleinschalige de regels zijn fundamenteel anders. Bijvoorbeeld, een systeem kan in meer dan één toestand tegelijk bestaan. Wanneer vertaald in computertaal, dit betekent dat een kwantumcomputer meerdere berekeningen tegelijk kan uitvoeren, wat een enorme snelheid geeft ten opzichte van gewone computers. Maar ook al is de theorie van kwantumcomputers goed ingeburgerd, het is nog niemand gelukt om een ​​volledige kwantumcomputer te bouwen. Dit vereist, onder andere, dat we ons vermogen om deze systemen te controleren verbeteren.