当Mile Gu启动他的新电脑时，他可以看到未来。至少有16种可能的版本 - 所有版本都在同一时间。Gu是新加坡南洋理工大学物理学助理教授，从事量子计算工作。这个科学分支使用了控制宇宙最小粒子的奇怪定律来帮助计算机更有效地计算。
与将信息存储为比特(0或1的二进制数字)的经典计算机不同，量子计算机将信息编码为量子比特或量子比特。由于量子力学的奇怪定律，这些亚原子粒子可以同时存在于两种不同状态的叠加中。
正如薛定谔假设的猫同时死亡和活着直到有人打开盒子一样，叠加的量子位可以等于0和1直到它被测量。与传统计算机相比，将多个不同结果存储到单个量子位中可以节省大量内存，尤其是在进行复杂预测时。[扭曲的物理学：7个令人振奋的发现]
在4月9日发表在Nature Communications期刊上的一项研究中，Gu和他的同事使用一种新的量子模拟器证明了这一想法，该量子模拟器能够预测16种不同期货(相当于连续四次掷硬币)的结果。量子叠加。这些可能的未来被编码在单个光子(光的量子粒子)中，其在通过多个传感器的同时向下移动多个路径。然后，研究人员更进了一步，并排发射了两个光子，并跟踪每个光子的潜在未来在不同条件下的分歧。
顾某告诉Live Science，“有点像'复仇者联盟：无限战争'中的奇怪医生”。在这部电影的高潮之战中，透视医生及时期待看到1400万种不同的未来，希望能找到英雄击败大坏蛋的那个。“他对所有这些可能性进行综合计算，说'好吧，如果我以这么小的方式改变了我的决定，未来将改变多少?'这是我们模拟向前发展的方向。“
翻转量子币研究人员使用称为扰动硬币的经典模型测试了他们的量子预测引擎。“想象一下，有一个盒子，里面是一枚硬币，”顾说。“在这个过程的每一步，有人都会摇晃一下盒子，所以硬币翻转的可能性很小。”
与传统的抛硬币不同，其中结果始终具有相同的头或尾的可能性，每个扰动抛硬币的结果取决于硬币在前一步骤中所处的状态。例如，如果硬币在盒子的第三次摇动期间从头部翻转到尾部，那么第四次摇动可能会保持尾部。
研究人员运行了两种不同版本的硬币实验，其中一种是盒子摇晃得更强，另一种则摇晃得更弱。在每个实验中，盒子摇晃四次，提供16种可能的头部和尾部组合。在第四步之后，该团队将其所有16个结果的叠加编码在单个光子中，同时根据振动盒子的强度显示每个可能结果的概率。
最后，该团队将强烈震动的硬币和弱势硬币的叠加结合起来，创建了一张可能未来的主图。
“这向我们展示了未来的变化有多快取决于我在每一步都有多么艰难，”顾说。
现在，对计算能力的限制意味着团队的模拟器可以同时只查看16个可能的未来。然而，有一天，随着量子计算机变得更大，更强大和更普通，像这样的模拟器可以扩展到同时看到无限多的未来，Gu说。这有助于天气预测或在股票市场进行更明智的投资。它甚至可以帮助改善机器学习，这是关于人工智能教学本身，以做出更好和更好的预测。
Gu补充说，这一切都是“高度探索性的”，需要进一步的实验才能找出所有量子模拟器的应用。唉，这种透视计算机的命运是一个仍然是个谜的未来。
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