Pētnieki ir izmantojuši mākslīgo intelektu, lai izstrādātu vienkāršāku pieeju kvantu sakaru sasniegšanai starp subatomu daļiņām, kas varētu novest pie pieejamākām kvantu tehnoloģijām. Kvantu sakari notiek, kad daļiņas, piemēram, fotoni, kļūst savstarpēji savienoti tādās veidos, kas ļauj tām dalīties ar kvantu īpašībām — piemēram, informāciju — jebkurā attālumā. Šis fenomens ir būtisks kvantu fizikā un ir galvenais elements, kas palielina kvantu datoru jaudu. Tomēr šo saistīto stāvokļu radīšana vēsturiski ir bijusi sarežģīta zinātniekiem. Šī sarežģītība rodas no nepieciešamības sagatavot divas atšķirīgas saistītu daļiņu pārus un pēc tam veikt mērījumu — sauktu par Bell-stāvokļa mērījumu — uz fotonu no katra pāra, lai novērtētu to sakaru stiprumu. Šādi mērījumi neizbēgami noved pie kvantu sistēmas sabrukšanas, rezultātā divi nemērītie fotoni kļūst saistīti, neradot tiešu mijiedarbību. Šī metode, kas tiek saukta par "saistīšanas maiņu", varētu iegūt potenciālas pielietojuma jomas kvantu teleportācijā. Nesenā pētījumā, kas tika publicēts 2024. gada 2. decembrī žurnālā Physical Review Letters, pētnieki izmantoja PyTheus, AI rīku, kas īpaši izstrādāts kvantu-optiskajiem eksperimenti.

Sākotnēji autori centās atkārtot esošās protokolu par saistīšanas maiņu kvantu komunikācijā. Tomēr AI nemitīgi ieteica ievērojami vienkāršāku metodi fotonu sakaru sasniegšanai. "Autori apmācīja neironu tīklu uz dažādiem datu komplektiem, kas detalizēja šāda veida eksperimenta izveidi dažādos apstākļos, un tīkls iemācījās pamatfiziku, " skaidroja Sofija Vallecorso, CERN kvantu tehnoloģiju iniciatīvas pētniece, kas nebija pētījuma daļa. AI ieteica, ka sakari varētu rasties no nesaskatāmām fotonu ceļiem; kad ir klāt vairāki potenciālie fotonu avoti un to izcelsmes kļūst neskaidras, var rasties sakari, kur agrāk tie nebija pastāvējuši. Neskatoties uz sākotnējām šaubām, pētnieki atkārtoti atklāja AI risinājumu, mudinot viņus to pārbaudīt. Pielāgojot fotonu avotus, lai tos padarītu nesaskatāmus, viņi nodrošināja apstākļus, kuros fotonu noteikšana no konkrētiem ceļiem nodrošināja, ka divi citi fotoni tika ražoti saistītā stāvoklī. Šis sasniegums vienkāršo kvantu sakaru veidošanu, potenciāli pārveidojot kvantu tīklus, kas tiek izmantoti drošai komunikācijai, padarot šīs tehnoloģijas praktiskākas. "Jo vairāk mēs varam paļauties uz vienkāršu tehnoloģiju, jo plašāks būs pielietojumu klāsts, ko mēs varam izstrādāt, " atzīmēja Vallecorsa. "Spēja izveidot sarežģītākus tīklus ar dažādām ģeometriskām formām var ievērojami ietekmēt vienas galapunkta scenāriju. " Joprojām ir jānoskaidro, vai šo tehnoloģiju var attīstīt par komerciāli izdevīgu procesu, ņemot vērā potenciālas vides traucējumu un ierīču nepilnību problēmas, kas varētu destabilizēt kvantu sistēmu. Turklāt pētījums uzsver AI vērtību kā pētniecības resursu fizikā. "Mēs pētām AI integrāciju tālāk, bet dažas šaubas pastāv attiecībā uz fiziķu turpmāko lomu šajā mainīgajā ainavā, " atzīmēja Vallecorsa. "Tas parāda ievērojamu iespēju un pierāda, kā AI var kalpot kā vērtīgs instruments fiziķiem. "