Penyelidik telah memanfaatkan AI untuk mengembangkan pendekatan yang lebih mudah untuk mencapai kesalinghubungan kuantum antara partikel subatom, yang boleh membawa kepada teknologi kuantum yang lebih mudah diakses. Kesalinghubungan kuantum berlaku apabila partikel, seperti foton, saling berkait dengan cara yang membolehkan mereka berkongsi sifat kuantum—seperti maklumat—melalui sebarang jarak. Fenomena ini adalah penting dalam fizik kuantum dan merupakan elemen kunci yang meningkatkan kuasa komputer kuantum. Namun, mencipta keadaan yang saling berkait ini secara historis sukar bagi saintis. Kompleksiti ini timbul daripada keperluan untuk menyediakan dua pasangan partikel yang saling berkait yang berbeza dan kemudian melakukan pengukuran—dikenali sebagai pengukuran keadaan Bell—pada satu foton dari setiap pasangan untuk menilai kekuatan kesalinghubungan mereka. Pengukuran sedemikian tidak dapat dielakkan membawa kepada keruntuhan sistem kuantum, yang mengakibatkan dua foton yang tidak diukur menjadi saling berkait tanpa berinteraksi secara langsung. Kaedah ini, yang dirujuk sebagai "pertukaran kesalinghubungan, " mempunyai aplikasi berpotensi dalam teleporasi kuantum. Dalam satu kajian terbaru yang diterbitkan pada 2 Disember 2024, dalam jurnal Physical Review Letters, penyelidik menggunakan PyTheus, alat AI yang direka khusus untuk mencipta eksperimen optik kuantum. Pada mulanya, penulis bertujuan untuk meniru protokol sedia ada untuk pertukaran kesalinghubungan dalam komunikasi kuantum.

Namun, AI dengan konsisten mencadangkan kaedah yang jauh lebih mudah untuk mencapai kesalinghubungan foton. "Para penulis melatih rangkaian neural pada pelbagai set data yang merangkumi penyediaan eksperimen jenis ini di bawah pelbagai keadaan, dan rangkaian itu mempelajari fizik asasnya, " jelas Sofia Vallecorsa, seorang ahli fizik penyelidikan untuk inisiatif teknologi kuantum CERN yang tidak terlibat dalam kajian itu. AI mencadangkan bahawa kesalinghubungan mungkin timbul dari jalan foton yang tidak boleh dibezakan; apabila terdapat pelbagai sumber foton yang berpotensi dan asal mereka menjadi kabur, kesalinghubungan dapat dihasilkan di mana sebelumnya tidak wujud. Walaupun terdapat skeptisisme awal, penyelidik mendapati penyelesaian AI itu berulang kali sah, mendorong mereka untuk mengujinya. Dengan menyesuaikan sumber foton untuk menjadikannya tidak dapat dibezakan, mereka menubuhkan keadaan di mana pengesanan foton dari jalur tertentu memastikan bahawa dua foton lain dihasilkan dalam keadaan saling berkait. Kemajuan ini mempermudah pembentukan kesalinghubungan kuantum, yang berpotensi mengubah rangkaian kuantum yang digunakan untuk komunikasi selamat, menjadikan teknologi ini lebih praktikal. "Semakin kita dapat bergantung pada teknologi yang mudah, semakin luas aplikasi yang dapat kita kembangkan, " kata Vallecorsa. "Keupayaan untuk membina rangkaian yang lebih kompleks dengan geometri pelbagai dapat mempengaruhi senario dari hujung ke hujung yang tunggal. " Masih belum jelas sama ada teknologi ini boleh diperluas kepada proses yang boleh dipasarkan secara komersial disebabkan potensi masalah dengan gangguan alam sekitar dan kecacatan peranti yang mungkin menstabilkan sistem kuantum. Selain itu, kajian ini menekankan nilai AI sebagai aset penyelidikan dalam fizik. "Kami sedang meneroka integrasi AI lebih jauh, tetapi beberapa skeptisisme tetap wujud tentang peranan masa depan ahli fizik dalam landskap yang sedang berkembang ini, " tambah Vallecorsa. "Ini menunjukkan peluang yang luar biasa dan menunjukkan bagaimana AI dapat berfungsi sebagai alat yang bernilai bagi ahli fizik. "