الذكاء الاصطناعي قد يحل ألغاز فيزياء الكم

تمكنت مجموعة بحثية من كلية الهندسة وعلوم الحاسوب في الجامعة العبرية، بتوجيه من البروفيسور أمنون شاشوا، من إثبات رياضيا أن الأساليب الرائدة في مجال الذكاء الاصطناعي يمكن أن تساعد في فهم الظواهر في مجال فيزياء الكم، والتي لم يكن هناك إمكانية الوصول إليها حتى الآن

تعد الظواهر في الأنظمة التي تتضمن العديد من الجسيمات الكمومية (الجسيمات الصغيرة مثل الإلكترونات) أحد الموضوعات الساخنة في أبحاث الفيزياء المعاصرة، ولكن حتى الباحثين الأكثر احترامًا وخبرة غير قادرين على الحصول على أكثر من لمحة صغيرة عن تنوع هذه الظواهر. نظرًا للعدد الهائل من الجسيمات (أكثر من مليار مليار في جرام واحد من المادة) وتعدد التفاعلات بينها، فمن الصعب جدًا إجراء محاكاة تسمح بفهم شامل للأنظمة الكمومية متعددة الجسيمات. حتى أقوى برامج الكمبيوتر كافحت لمواجهة هذا التحدي الذي يبدو غير قابل للحل. حتى الان.

تمكنت دراسة جديدة أجراها مجموعة من طلاب الدكتوراه من قسم علوم الحاسوب في الجامعة العبرية، يوآف ليفين، وأور شاري ونداف كوهين، بتوجيه وقيادة البروفيسور أمنون شاشوا، من إثبات رياضيا أن الشبكات العصبية العميقة، الخوارزميات التي أحدثت ثورة في عالم الذكاء الاصطناعي ومكنت من تحقيق قفزة في التطورات في هذا المجال، يمكن تطبيقها أيضًا في الأبحاث الكمومية. لقد تم استخدام الشبكات العصبية لدراسة الأنظمة الفيزيائية في السنوات الأخيرة، ولكن ثبت لأول مرة أن الشبكات التي هي في طليعة المجال ومكنت أجهزة الكمبيوتر من عرض قدرات الرؤية والتعرف على الصوت المتقدمة، يمكنها إحداث ثورة في أبحاث فيزياء الكم أيضًا. تم نشر المقال في المجلة الرائدة Physical Review Letters.

يوآف ليفين، طالب دكتوراه وشريك في فريق البحث: "تثبت المقالة أن خوارزميات الذكاء الاصطناعي يمكن أن تمثل أنظمة كمومية معقدة للغاية، بكفاءة أكبر من جميع الأساليب الحالية. يمهد هذا الاكتشاف الطريق لتطبيق جديد للذكاء الاصطناعي الحديث - فهم الطبيعة الكمومية للعالم من حولنا."

تعد أبحاث فيزياء الكم متعددة الجسيمات واحدة من أكثر المجالات إثارة للاهتمام وشعبية في أبحاث الفيزياء اليوم. هذه دراسة تحدد كيفية "تجمع" الجسيمات الأولية في الطبيعة معًا وإحداث خصائص مذهلة في المواد التي تتكون منها، مثل التوصيل الكهربائي والمغناطيسية والمزيد. إن الفهم العميق في هذا المجال سيكون له تأثير كبير على جميع مجالات حياتنا. كلما تمكنت من اكتشاف وفهم الخصائص الكمومية للمواد، كلما اقتربت الثورات القادمة في مجال الحوسبة والطاقة والنقل - والنطاق لا نهاية له. إن ربط الذكاء الاصطناعي بهذا المجال يبشر بتطورات مذهلة في السنوات المقبلة.