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首次在量子计算机上模拟生命游戏

2018-10-09 17:02:54 来源:互联网 编辑:风云

首次在量子计算机上模拟生命游戏

  量子力学能够解释生命现象吗?如果答案是肯定?#27169;?#26159;否存在某种量子算法可以编码生命本身呢?

  通过IBM超级计算机的最新研?#32943;?#30446;,我们离这些重大问题的答案又近了一步。

  为自我复制、变异、个体之间的相互作用以及(不可避免地)死亡相关的行为进行编码,新创建的量子算法已表明,量子计算机确实可以模拟现实世界中生命?#38382;?#30340;一些行为。

  实验本身仍然属于原始的概念证明式雏形,但它为进一步深入探讨量子力学与生命起源之间的关系打开了大门。

  支配量子物理学现象的原理甚?#37327;?#33021;在形成我们的遗传密码方面也发挥了作用。

  就像在一个全新的物理层面上玩模拟人生一样。

  在计算机中创建人工生命早已成为许多经典数字实验的主题,但是当前的软件通常采用经典的牛顿力学体系来生成这些模型——一步一步地进?#26032;?#36753;推进。

  我们知道现实世界本质上是量子化的——在微观和宏观层面上发生各种奇怪现象——而新的研究旨在为计算机模型添加同样的不可预测性。

  换句话说,模拟不再局限于1和0,而是可以引入我们在日常生活中看到的一些随机性。这?#22411;?#24320;辟一个内容丰富的全新领域。

  “模型的目标是重现达尔文进化的特征过程,适应量子算法和量子计算的语言,”来自西班牙巴斯克大学的研究人员写道。

  使用IBM QX4量子计算机,研究人员编码了由两个量子比特(量子物理学的基本构建块)组成的量子生命单位:一个代表基因型(遗传密码在代际之间传递),另一个代表表现型(该代码或“身体”的外在表现)。

  然后为这些基础单位编写出复制、变异、进化和死亡的行为,部?#36136;?#29992;了纠缠态——就像任何真实生物一样。

  例如,通过量子态的旋转引入随机变化以模拟变异。

  好消息是,这些现实的量子计算与该团队在2015年提出的理论模型相匹配。

  我们距离从最深层意义上回答生命、宇宙以及一切的终极答案还有很长的路要走 ——而且?#23548;?#19978;是在量子计算机中制造人工生命——但仅就目前来看,这条路是行得通的。

  它也与同一团队去年出版的研究论文完全吻合,其中使用理论量子模型模拟自然选择、学习?#22270;且洹?/p>

  现在,对该理论的验证,已经成为了现实量子计算机走向?#23548;?#24212;用所迈出的第一步。

  与量子力学领域几乎所有其他事物一样,科学家们还在学习。

  这里使用的IBM超级计算机仅部分为量子计算机——尽管这些计算机的能力变得越来越强大——完全体的量子计算机目前超出了我们的技术能力。

  研究人员解释说:“我们开放的问题是,生命起源是否真的是量子力学的。”

  “我们在这里证明的是,微观量子系统可以?#34892;?#22320;编码量子特征和生物行为,而它们通常与生命系统和自然选择有关。”

  该研究发表在Scientific Reports。

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