โดย Rafi Letzter เผยแพร่เมื่อ 12 กุมภาพันธ์ 2019เว็บตรงนักวิทยาศาสตร์ใช้แมชชีนเลิร์นนิงเพื่อเปิดเผยว่าอนุภาคควอนตัมที่ยิงออกมาจากศูนย์กลางเป็นรูปแบบที่คล้ายกับเต่า สีที่อุ่นขึ้นบ่งบอกถึงกิจกรรมเพิ่มเติม (เครดิตภาพ: ได้รับความอนุเคราะห์จาก Lei Feng /มหาวิทยาลัยชิคาโก)
ซัดมวลของอะตอมที่เย็นจัดด้วยสนามแม่เหล็กและคุณจะเห็น “ดอกไม้ไฟควอนตัม” – ไอพ่นของอะตอมที่ยิงออกไปในทิศทางที่เห็นได้ชัด
นักวิจัยค้นพบสิ่งนี้ ย้อนกลับไปในปี 2017 (เปิดในแท็บใหม่)และพวกเขาสงสัยว่าอาจจะมีรูปแบบ
ในดอกไม้ไฟเหล่านั้น แต่พวกเขาไม่สามารถมองเห็นมันด้วยตัวเอง ดังนั้นพวกเขาจึงพลิกปัญหาให้กับคอมพิวเตอร์ที่ผ่านการฝึกอบรมในการจับคู่รูปแบบซึ่งสามารถระบุสิ่งที่พวกเขาทําไม่ได้: รูปร่างที่วาดโดยดอกไม้ไฟเมื่อเวลาผ่านไปในการระเบิดหลังจากระเบิดเจ็ทปรมาณู รูปร่างนั้น? เต่าน้อยขี้ขลาดผลลัพธ์ที่ตีพิมพ์เป็นรายงาน 1 ก.พ. ในวารสารวิทยาศาสตร์เป็นหนึ่งในตัวอย่างสําคัญแรกของนักวิทยาศาสตร์ที่ใช้แมชชีนเลิร์นนิงเพื่อแก้ปัญหาควอนตัมฟิสิกส์ คนควรคาดหวังที่จะเห็นความช่วยเหลือทางดิจิทัลมากขึ้นของประเภทนี้นักวิจัยเขียนเป็นการทดลองควอนตัมฟิสิกส์มากขึ้นเกี่ยวข้องกับระบบที่มีขนาดใหญ่เกินเพื่อสร้างดอกไม้ไฟนักวิจัยเริ่มต้นด้วยสถานะของสสารที่เรียกว่าคอนเดนเสท Bose-Einstein นั่นคือกลุ่มของอะตอมที่นําไปสู่อุณหภูมิที่ใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์ที่พวกเขาจับกลุ่มกันและเริ่มที่จะประพฤติตัวเหมือน superatom หนึ่งแสดงผลกระทบควอนตัมในระดับที่ค่อนข้างใหญ่
ทุกครั้งที่สนามแม่เหล็กกระแทกคอนเดนเสท ไอพ่นปรมาณูจํานวนหนึ่งจะยิงออกไปจากมัน ในทิศทางที่เห็นได้ชัด นักวิจัยทําภาพของเครื่องบินไอพ่นระบุตําแหน่งของอะตอมในอวกาศ แต่แม้แต่ภาพเหล่านั้นจํานวนมากที่ซ้อนทับกันก็ไม่ได้เปิดเผยบทกวีหรือเหตุผลที่ชัดเจนต่อพฤติกรรมของอะตอม
ผ่านทาง Gfycatสิ่งที่คอมพิวเตอร์เห็นว่ามนุษย์ทําไม่ได้คือถ้าภาพเหล่านั้นถูกหมุนไปนั่งทับกันภาพที่ชัดเจนก็โผล่ออกมา อะตอมโดยเฉลี่ยมีแนวโน้มที่จะพุ่งตัวเองออกจากดอกไม้ไฟในหนึ่งในหกทิศทางเมื่อเทียบกับอีกคนหนึ่งในระหว่างการระเบิดแต่ละครั้ง ผลที่ได้คือภาพที่เพียงพอหมุนและเลเยอร์ในทางที่ถูกต้องเผยให้เห็นสี่ “ขา” ที่มุมขวาซึ่งกันและกันเช่นเดียวกับ “หัว” ที่ยาวขึ้นระหว่างสองขาจับคู่กับ “หาง” ระหว่างอีกสองข้าง ส่วนที่เหลือของอะตอมมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันในวงแหวนสามวงซึ่งประกอบขึ้นเป็นเปลือกของเต่า
สิ่งนี้ไม่ชัดเจนสําหรับผู้สังเกตการณ์ของมนุษย์เพราะทิศทางที่ “เต่า” ถูกมุ่งเน้นในระหว่างการระเบิด
แต่ละครั้งเป็นแบบสุ่ม และการระเบิดแต่ละครั้งประกอบขึ้นเพียงไม่กี่ชิ้นของปริศนารูปเต่าโดยรวม มันต้องใช้ความอดทนที่ไม่มีที่สิ้นสุดของคอมพิวเตอร์สําหรับการกลั่นกรองผ่านข้อมูลที่ยุ่งเหยิงเพื่อหาวิธีจัดเรียงภาพทั้งหมดที่เต่าโผล่ออกมา
วิธีการประเภทนี้ – เปลี่ยนความสามารถในการจดจํารูปแบบของคอมพิวเตอร์ให้หลวมบนชุดข้อมูลขนาดใหญ่ที่ยุ่งเหยิง – มีประสิทธิภาพในความพยายามตั้งแต่การตีความความคิดที่ส่งผ่านสมองของมนุษย์ไปจนถึงการมองเห็น exoplanets โคจรรอบดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกล ไม่ได้หมายความว่าคอมพิวเตอร์จะเหนือกว่ามนุษย์ ผู้คนยังคงต้องฝึกเครื่องจักรให้สังเกตเห็นรูปแบบและคอมพิวเตอร์ไม่ได้มีความหมายใด ๆ เข้าใจสิ่งที่พวกเขาเห็น แต่วิธีการนี้เป็นเครื่องมือที่แพร่หลายมากขึ้นในชุดเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ตอนนี้ถูกนําไปใช้กับฟิสิกส์ควอนตัม
แน่นอนเมื่อคอมพิวเตอร์เปิดผลลัพธ์นี้นักวิจัยได้ตรวจสอบการทํางานของมันโดยใช้เทคนิคการล่ารูปแบบแบบเก่าที่พบได้ทั่วไปในฟิสิกส์ควอนตัม และเมื่อพวกเขารู้ว่าต้องมองหาอะไรนักวิจัยก็พบเต่าอีกครั้งแม้จะไม่ได้รับความช่วยเหลือจากคอมพิวเตอร์ก็ตาม
ไม่มีงานวิจัยนี้อธิบายว่าทําไมดอกไม้ไฟเมื่อเวลาผ่านไปแสดงรูปร่างเต่านักวิจัยชี้ให้เห็น และนั่นไม่ใช่คําถามที่แมชชีนเลิร์นนิงเหมาะที่จะตอบ
”การรับรู้รูปแบบเป็นขั้นตอนแรกในวิทยาศาสตร์เสมอดังนั้นการเรียนรู้ของเครื่องประเภทนี้สามารถระบุความสัมพันธ์และคุณสมบัติที่ซ่อนอยู่โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเราเปลี่ยนไปพยายามทําความเข้าใจระบบที่มีอนุภาคจํานวนมาก” ผู้เขียนนํา Cheng Chin นักฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวในแถลงการณ์
ขั้นตอนต่อไปในการหาว่าทําไมดอกไม้ไฟเหล่านั้นทําให้รูปแบบเต่ามีแนวโน้มที่จะเกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ของเครื่องน้อยลงมากและสัญชาตญาณของมนุษย์มากขึ้นเว็บตรง
