Destacat »

25 octubre 2017 – 12:00

Certifica’t amb l’AQPE amb un 20% de descompte + un 10% si ets member abans del 31 de desembre!

Read the full story »
Col·legi

el Col·legi, informació rellevant sobre el COEINF, activitats, relacions i varis

Formació

formació continuada i orientació professional, convenis de formació amb altres entitats

Esdeveniments

tots els esdeveniments rellevants del sector TIC

Informes

informes, estudis, enquestes, … relacionats amb les tecnologies de la informació

Professió

món laboral, emprenedors, enginyers en informàtica, entrevistes, certificacions, deontologia, carreres professionals, …

Home » Notícies

Ajudeu a revolucionar la computació quàntica amb aquest joc de puzles en 3D

Submitted by on 21 octubre 2016 – 17:00No Comment
Share Button

Un videojoc en línia i gratuït proposa simplificar el programa perquè càpiga dins d’una nau espacial. Cada jugada generarà exemples que podrien ser emprats per entrenar a una màquina.

quantum-game

El programari és la part d’un ordinador que conté la informació i les instruccions codificades. És totalment independent del maquinari (l’estructura física que executa aquestes instruccions). Això és així, almenys per als ordinadors convencionals.

Però en els últims anys, els informàtics han començat a treballar cada vegada més en els ordinadors quàntics, aquests que fan servir les estranyes lleis de la mecànica quàntica per processar dades, el que ofereix processos computacionals molt més potents. Però, en el món quàntic és molt més difícil separar el programari del maquinari.

No obstant això, una potent manera nova de considerar el programari quàntic està començant a emergir. I el curiós del seu enfocament és que converteix la programació quàntica en una mena de puzle en 3D. Això suscita una interessant pregunta: ¿és possible gamificar els programes quàntics per a produir resultats útils?

Avui, vam rebre una resposta gràcies a la feina de l’investigador de l’institut Riken a Saitama (Japó) Simon Devitt, que ha desenvolupat un joc en línia que podria jugar un paper decisiu en el futur de la programació quàntica. No només pot el joc ajudar els humans a crear millors programes, també podria ajudar a una nova generació de màquines d’intel·ligència artificial a assumir aquesta tasca.

Primer, una mica de context. Un programa quàntic pot considerar com una quadrícula de qubits en dues dimensions, com una làmina, o un enreixat tridimensional, com un vidre. La informació és codificada en crear un forat, o no, en la quadrícula. És un potent enfocament perquè la informació està protegida de forma natural contra els errors per les pròpies propietats de la quadrícula, que en efecte la deixa bloquejada al seu lloc.

La informació pot ser processada en moure defectes pel enreixat i embolicar-los amb els altres, com una bola de fil enredat. El procés d’enredar pot establir portes lògiques. Quan aquestes es combinen, executen els processos computacionals.

Es tracta d’un procés essencialment topològic, de manera que les matemàtiques de la topologia ho descriuen al complet, sense importar el nivell d’embolics. Sempre que els enreixats siguin topològicament idèntics, els altres detalls de l’embolic no importen.

És un procés similar a la famosa relació entre un dònut i una tassa de cafè. Les dues estructures són totalment diferents visualment però són topològicament idèntiques perquè totes dues contenen un únic forat. Cadascuna pot ser convertida en l’altra en estirar i apretujar però no a l’esquinçar.

I el mateix envers els programes quàntics. Dos programes executen la mateixa feina sempre que siguin topològicament idèntics sense importar el nivell d’embolics dels enreixats. Això dóna pas a un problema interessant. Si una quadrícula embullada representa un programa informàtic quàntic, com de senzilla pot fer-se perquè segueixi mantenint la seva topologia? En altres paraules, com pot optimitzar-se el programa quàntic?

És una important pregunta perquè els ordinadors quàntics d’avui només poden bregar amb uns pocs qubits. Amb l’escassetat de recursos quàntics, com més senzill sigui un programa, més fàcilment podrà ser implementat.

Aquí és on Devitt entra en escena. Ha desenvolupat una potent manera de visualitzar els programes quàntics com quadrícules en 3D amb seccions entrellaçades que representa com s’emmagatzema i processa la informació. Per optimitzar cal simplificar la quadrícula en moure, encongir, estirar i reconfigurar les seccions entrellaçades de manera que preservin la mateixa topologia.

Devitt ha anat més lluny al  gamificar  la tasca. L’ha convertit en un puzle basat en la web MeQuantics, que es pot provar aquí. La idea del joc és que un programa quàntic pot alimentar una nau espacial. Però el programa és massa gran i l’usuari ha reduir-lo amb diverses eines per reestructurar.

El joc és fascinant i no tan diferent a altres puzles. Té alguns defectes però té una agradable aparença i val la pena provar-ho si disposa d’uns minuts.

Hi ha un altre aspecte ocult del joc. Una manera d’accelerar el procés d’optimitzar programes quàntics consistiria en entrenar un algoritme d’aprenentatge de màquines perquè realitzi la tasca. Aquests algoritmes han tingut un gran èxit en altres tasques i aquest tipus d’optimització sembla ser alguna cosa per al que són adequats.

Però hi ha un problema. Aquests algoritmes han de ser entrenats, i això requereix un enorme conjunt de dades d’exemples dels quals puguin aprendre. No obstant això, l’optimització de programes quàntics és tan nova que no existeixen conjunts de dades adequades per a aquesta tasca.

Per això és tan important MeQuantics. Cada vegada que es jugui es generarà una base de dades d’exemples que podrien servir per entrenar una màquina. I amb suficients dades, les màquines haurien de poder arribar algun dia a superar els humans. El programa AlphaGo de Google va demostrar el potents que poden ser quan va delmar recentment a un dels millors jugadors humans de Go després de devorar un massiu conjunt de dades de partides de Go jugades en línia.

El treball de Devitt és interessant i té el potencial d’introduir una nova generació a la programació quàntica . I el millor: permetrà a aquestes persones divertir mentre aprenguin.

Ref:  arxiv.org/abs/1609.06628 : Programming Quantum Computers Using 3-D Puzles, Coffee Cups, and Doughnuts

MIT Technology Review

Etiquetes:

Aquesta web utilitza 'cookies' pròpies i de tercers per oferir-te una millor experiència i servei. Al navegar o utilitzar els nostres serveis, acceptes l'ús que fem de les 'cookies'. De tota manera, pots canviar la configuració de 'cookies' en qualsevol moment ACEPTAR
Aviso de cookies
Check Our FeedVisit Us On LinkedinVisit Us On TwitterVisit Us On Facebook