Исследователи из Бристоля разрабатывают алгоритм для формулирования квантовых систем

«Поскольку гамильтоновы модели лежат в основе изучения и анализа физических и химических процессов, это Важно то, что они верны системе, которую представляют, - говорят исследователи, - однако формулировка и проверка кандидатных гамильтонианов для квантовых систем на основе экспериментальных данных затруднительна, потому что невозможно напрямую наблюдать, какие взаимодействия присутствуют ».

«Здесь мы предлагаем и демонстрируем автоматизированный протокол для решения этой проблемы путем разработки агента, который использует неконтролируемое машинное обучение. Сначала мы покажем возможности нашего подхода к выводу правильного гамильтониана при изучении установки центра азот-вакансия. В предварительном моделировании точная модель известна и правильно выведена с вероятностью успеха до 59% ».

«При использовании экспериментальных данных 74% экземпляров протокола извлекают модели, которые считаются правдоподобными. Смоделированные мультиспиновые системы, характеризующиеся пространством 10¹⁰ возможные модели также исследуются путем включения генетического алгоритма в наш протокол, который определяет целевую модель в 85% случаев ».

«Разработка автоматизированных агентов, способных формулировать и проверять гипотезы моделирования на основе ограниченных предварительных предположений, представляет собой фундаментальный шаг к характеристике больших квантовых систем».

Алгоритм может быть использован для автоматизированного определения характеристик новых устройств, таких как квантовые датчики.

«Объединив мощь современных суперкомпьютеров с машинным обучением, мы смогли автоматически обнаруживать структуру в квантовых системах. По мере появления новых квантовых компьютеров / симуляторов алгоритм становится все более интересным: сначала он может помочь проверить производительность самого устройства, а затем использовать эти устройства для понимания все более крупных систем », - говорит исследователь Брайан Флинн.