維也納大學研究人員安東·齊林格(Anton Zeilinger)及其團隊設計了一種名為Melvin的人工智能算法，希望利用人工智能技術來推進量子力學的研究。他們的研究成果已發(fā)表在《物理評論快報》上。

　　量子力學是最令人迷惑的科學領域之一，即使最優(yōu)秀的物理學家也認為，量子力學非常復雜。正如英國諾丁漢大學的邁克爾·梅瑞菲爾德(Michael Merrifeld)所說：“如果量子力學沒有把你弄糊涂，那么這是因為你還沒有真正理解它。”

　　因此，設計量子力學實驗很困難。然而，如果我們希望開發(fā)量子計算機或量子加密技術，那么這樣的實驗至關重要。

　　設計量子力學實驗很困難

　　齊林格的團隊認為，如果人類思維很難解決量子力學問題，那么沒有人工干預的“大腦”或許將可以更容易設計出這種實驗。

　　這一概念的提出者是博士生馬里奧·科倫(Mario Krenn)。他曾嘗試設計一種實驗，利用激光和鏡子去實現(xiàn)特定量子態(tài)。在這一過程中，他發(fā)現(xiàn)自己只是在做猜想，而計算機算法也可以進行這樣的猜想，并且速度更快。

　　他表示：“因此我定義了目標，開發(fā)了算法，讓算法整夜運行。第二天上午，算法生成了結果文件。這是令人興奮的一天。”

　　在運行過程中，Melvin算法會組合量子力學實驗的不同模塊(即上述的激光和鏡子)，并檢查作為結果的量子態(tài)。

　　這一算法可以隨機運行多種配置。如果隨機配置得出需要的結果，那么Melvin將對其進行簡化。這一算法還可以總結經(jīng)驗，記住什么樣的配置帶來什么樣的結果，隨后在需要情況下使用這些配置。

　　我仍然很難直觀地理解究竟發(fā)生了什么

　　齊林格的團隊表示，到目前為止，算法設計了一些人工無法想到的實驗，而某些實驗配置的工作方式很難理解。這與人工設計的實驗有很大不同。科倫表示：“我仍然很難直觀地理解，究竟發(fā)生了什么。”

　　該團隊使用Melvin去嘗試Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)量子態(tài)。在這樣的量子態(tài)中，超過兩個光子出現(xiàn)糾纏。Melvin設計了51種能帶來糾纏態(tài)的實驗，而其中之一實現(xiàn)了GHZ態(tài)。

　　對于量子力學研究，人工智能目前還無法完全取代人類。Melvin的運行結果仍需要人工去分析。不過這也帶來了一個問題：如果Melvin的運行結果太奇怪，人們無法理解，那么又會發(fā)生什么？