Manyetik alan ile aşırı soğutulmuş atomlar kütlesi Zap ve "kuantum havai fişek" göreceksiniz - görünüşe göre rastgele yönlerde ateş atomları jet.
Araştırmacılar bunu 2017'de keşfetti ve bu havai fişeklerde bir desen olabileceğinden şüphelendiler. Ama kendi başlarına tespit edemediler. Böylece, problemi desen eşleştirme konusunda eğitilmiş bir bilgisayara dönüştürdüler, bu da yapamadıklarını tespit edebildi: zamanla havai fişekler tarafından boyanmış, atomik jet patlamasından sonra patlayan bir şekil. Bu şekil? Korkak küçük bir kaplumbağa.
Science dergisinde 1 Şubat'ta rapor olarak yayınlanan sonuçlar, kuantum-fizik problemlerini çözmek için makine öğrenimini kullanan bilim adamlarının ilk önemli örnekleri arasındadır. Araştırmacılar, kuantum-fizik deneyleri gittikçe artan bir şekilde yalnızca beyin gücünü kullanarak analiz etmek için çok büyük ve karmaşık sistemleri içerdiğinden, bu türden daha fazla dijital asist görmeyi beklemeliler.
Bilgisayarlı yardımın neden gerekli olduğunu aşağıda görebilirsiniz:
Havai fişekleri oluşturmak için araştırmacılar, Bose-Einstein yoğuşması adı verilen bir madde durumu ile başladılar. Bu, mutlak sıfıra yakın sıcaklıklara getirilen ve bir araya gelip nispeten büyük ölçeklerde kuantum etkileri sergileyen bir süper süper gibi davranmaya başlayan bir grup atom.
Bir manyetik alan kondensatı her vurduğunda, görünüşe göre rastgele yönlerde bir avuç atom jeti fırlatılır. Araştırmacılar atomların uzaydaki konumlarını belirleyerek jetlerin görüntülerini yaptılar. Fakat üst üste katmanlanmış bu imgelerin birçoğu bile atomların davranışları için açık bir kafiye veya sebep ortaya koymadı.
Gfycat aracılığıyla
Bilgisayarın insanların yapamayacağını gördüğü şey, eğer bu görüntüler birbirinin üstüne oturmak için döndürülürse, net bir resmin ortaya çıkmasıydı. Atomlar ortalama olarak her bir patlama sırasında birbirlerine göre altı yönden birinde havai fişeklerden kaçma eğilimindeydi. Sonuç olarak, doğru şekilde döndürülmüş ve katmanlı yeterli görüntü, birbirlerine dik açılarda dört "bacak" ve diğer ikisi arasında "kuyruk" ile eşleşen iki bacak arasında daha uzun bir "kafa" ortaya çıkarmıştır. . Atomların geri kalanı, kaplumbağa kabuğunu oluşturan üç halka boyunca eşit olarak dağıtıldı.
Bu, insan gözlemciler için açık değildi çünkü her bir patlama sırasında "kaplumbağa" nın yönlendirildiği yön rastgele idi. Ve her patlama, kaplumbağa şeklindeki bulmacanın sadece birkaç parçasını oluşturuyordu. Bir bilgisayarın, kaplumbağa ortaya çıkacak şekilde tüm görüntüleri nasıl düzenleyeceğini anlamak için dağınık verileri elemek için sonsuz sabrı gerekiyordu.
Bu tür bir yöntem - bir bilgisayarın örüntü tanıma yeteneklerini büyük, dağınık bir veri kümesinde gevşetmek - insan beyinlerinden geçen düşünceleri yorumlamaktan, uzak yıldızların yörüngesindeki gezegenleri tespit etmeye kadar uzanan çabalarda etkili olmuştur. Bilgisayarların insanları geride bıraktığı anlamına gelmez; insanlar hala kalıpları fark etmek için makineleri eğitmek zorundalar ve bilgisayarlar ne gördüklerini anlamıyorlar. Ancak yaklaşım, kuantum fiziğine uygulanan bilimsel araç kitinde giderek yaygınlaşan bir araçtır.
Elbette, bilgisayar bu sonucu ortaya çıkardığında, araştırmacılar, kuantum fiziğinde zaten yaygın olan bazı eski moda desen avlama tekniklerini kullanarak çalışmalarını kontrol ettiler. Ve ne arayacaklarını öğrendikten sonra, araştırmacılar kaplumbağayı bilgisayar yardımı olmadan bile tekrar buldular.
Araştırmacıların hiçbiri, havai fişeklerin zaman içinde kaplumbağa şeklini neden sergilediğini henüz açıklamamıştır. Ve bu, makine öğreniminin cevaplamak için uygun bir soru türü değildir.
"Bir paterni tanımak her zaman bilimde ilk adımdır, bu nedenle bu tür makine öğrenimi gizli ilişkileri ve özellikleri tanımlayabilir, özellikle de çok sayıda parçacıklı sistemleri anlamaya çalıştıkça," Chicago Üniversitesi, yaptığı açıklamada, dedi.
Bu havai fişeklerin neden bir kaplumbağa deseni oluşturduğunu anlamanın bir sonraki adımı, muhtemelen çok daha az makine öğrenimi ve çok daha fazla insan sezgisi içerecektir.
