zap มวลของอะตอมซูเปอร์คูลกับสนามแม่เหล็กและคุณจะเห็น "ควอนตัมดอกไม้ไฟ" - เครื่องบินไอพ่นของอะตอมที่ยิงออกไปในทิศทางที่สุ่มเห็นได้ชัด
นักวิจัยค้นพบสิ่งนี้ย้อนกลับไปในปี 2560และพวกเขาสงสัยว่าอาจมีรูปแบบในดอกไม้ไฟเหล่านั้น แต่พวกเขาไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตัวเอง ดังนั้นพวกเขาจึงหันปัญหาไปยังคอมพิวเตอร์ที่ได้รับการฝึกฝนในการจับคู่รูปแบบซึ่งสามารถมองเห็นสิ่งที่พวกเขาทำไม่ได้: รูปร่างที่วาดด้วยดอกไม้ไฟเมื่อเวลาผ่านไปในระเบิดหลังจากการระเบิดของอะตอม รูปร่างนั้น? เต่าตัวเล็ก ๆ ที่ขี้ขลาด
ผลลัพธ์ที่ตีพิมพ์เป็นรายงาน 1 กุมภาพันธ์ในวารสารศาสตร์เป็นหนึ่งในตัวอย่างสำคัญแรกของนักวิทยาศาสตร์ที่ใช้การเรียนรู้ของเครื่องเพื่อแก้ปัญหาควอนตัมฟิสิกส์ ผู้คนควรคาดหวังว่าจะได้เห็นการช่วยเหลือแบบดิจิทัลในประเภทนี้มากขึ้นนักวิจัยเขียนเนื่องจากการทดลองควอนตัมฟิสิกส์นั้นเกี่ยวข้องกับระบบที่มีขนาดใหญ่และซับซ้อนมากเกินไปในการวิเคราะห์โดยใช้พลังสมองเพียงอย่างเดียว -18 ความลึกลับที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขมากที่สุดในฟิสิกส์-
นี่คือเหตุผลที่จำเป็นต้องใช้ความช่วยเหลือทางคอมพิวเตอร์:
เพื่อสร้างดอกไม้ไฟนักวิจัยเริ่มต้นด้วยสถานะของสสารที่เรียกว่าคอนเดนเสท Bose-Einstein- นั่นคือกลุ่มของอะตอมที่นำมาถึงอุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์แน่นอนที่พวกเขารวมกันเป็นก้อนและเริ่มทำตัวเหมือนหนึ่ง superatom แสดงเอฟเฟกต์ควอนตัมที่เกล็ดที่ค่อนข้างใหญ่
แต่ละครั้งสนามแม่เหล็กพุ่งเข้าหาคอนเดนเสทเครื่องบินไอพ่นอะตอมจำนวนหนึ่งจะยิงออกไปจากมันในทิศทางที่สุ่มเห็นได้ชัด นักวิจัยสร้างภาพของเครื่องบินไอพ่นโดยระบุตำแหน่งอะตอมในอวกาศ แต่แม้ภาพเหล่านั้นจำนวนมากที่อยู่ด้านบนของกันและกันก็ไม่ได้เปิดเผยสัมผัสหรือเหตุผลที่เห็นได้ชัดเกี่ยวกับพฤติกรรมของอะตอม
สิ่งที่คอมพิวเตอร์เห็นว่ามนุษย์ไม่สามารถทำได้ถ้าภาพเหล่านั้นถูกหมุนเพื่อนั่งอยู่ด้านบนของกันและกันภาพที่ชัดเจนก็เกิดขึ้น อะตอมโดยเฉลี่ยมีแนวโน้มที่จะเหวี่ยงตัวเองออกไปจากดอกไม้ไฟในหนึ่งในหกทิศทางที่สัมพันธ์กันในระหว่างการระเบิดแต่ละครั้ง ผลที่ได้คือภาพที่เพียงพอหมุนและเลเยอร์ในทางที่ถูกต้องเผยให้เห็น "ขา" สี่ "ที่มุมฉากซึ่งกันและกันรวมถึง" หัว "ที่ยาวขึ้นระหว่างสองขาที่จับคู่กับ" หาง "ระหว่างอีกสอง อะตอมที่เหลือมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งสามวงซึ่งประกอบขึ้นเป็นเปลือกของเต่า
สิ่งนี้ไม่ชัดเจนสำหรับผู้สังเกตการณ์ของมนุษย์เพราะทิศทางที่ "เต่า" มุ่งเน้นในระหว่างการระเบิดแต่ละครั้งนั้นสุ่ม และการระเบิดแต่ละครั้งสร้างขึ้นเพียงไม่กี่ชิ้นของปริศนารูปเต่าโดยรวม ต้องใช้ความอดทนอย่างไม่มีที่สิ้นสุดของคอมพิวเตอร์ในการกลั่นกรองข้อมูลที่ยุ่งเหยิงเพื่อหาวิธีจัดเรียงภาพทั้งหมดเช่นเต่าปรากฏขึ้น
วิธีการประเภทนี้-การเปลี่ยนความสามารถในการจดจำรูปแบบของคอมพิวเตอร์หลวมในชุดข้อมูลขนาดใหญ่ที่ยุ่งเหยิง-มีประสิทธิภาพในความพยายามตั้งแต่การตีความความคิดที่ผ่านสมองของมนุษย์ถึงดาวเคราะห์นอกระบบโคจรรอบดาวที่อยู่ห่างไกล ไม่ได้หมายความว่าคอมพิวเตอร์กำลังแซงหน้ามนุษย์ ผู้คนยังคงต้องฝึกอบรมเครื่องจักรเพื่อสังเกตรูปแบบและคอมพิวเตอร์ไม่เข้าใจสิ่งที่พวกเขาเห็น แต่วิธีการนี้เป็นเครื่องมือที่แพร่หลายมากขึ้นในชุดเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ตอนนี้ถูกนำไปใช้กับฟิสิกส์ควอนตัม
แน่นอนเมื่อคอมพิวเตอร์เปิดผลลัพธ์นี้นักวิจัยได้ตรวจสอบงานของมันโดยใช้เทคนิคการล่าสัตว์แบบสมัยเก่าบางอย่างที่พบได้ทั่วไปในฟิสิกส์ควอนตัม และเมื่อพวกเขารู้ว่าจะมองหาอะไรนักวิจัยก็พบเต่าอีกครั้งแม้จะไม่ได้รับความช่วยเหลือจากคอมพิวเตอร์ก็ตาม
งานวิจัยนี้ยังไม่ได้อธิบายว่าทำไมดอกไม้ไฟเมื่อเวลาผ่านไปแสดงรูปร่างเต่านักวิจัยชี้ให้เห็น และนั่นไม่ใช่ประเภทของการเรียนรู้ของเครื่องจักรที่เหมาะสมที่จะตอบ
"การรับรู้รูปแบบเป็นขั้นตอนแรกในวิทยาศาสตร์อยู่เสมอดังนั้นการเรียนรู้ของเครื่องจักรประเภทนี้สามารถระบุความสัมพันธ์และคุณสมบัติที่ซ่อนอยู่ได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเราเปลี่ยนเพื่อพยายามทำความเข้าใจกับระบบด้วยอนุภาคจำนวนมาก" ผู้เขียนหัวหน้าเฉิงชินนักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวใน Aคำแถลง-
ขั้นตอนต่อไปในการหาว่าทำไมดอกไม้ไฟเหล่านั้นสร้างรูปแบบเต่าน่าจะเกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ของเครื่องจักรน้อยลงและสัญชาตญาณของมนุษย์มากขึ้น
เผยแพร่ครั้งแรกเมื่อวิทยาศาสตร์สด-
