微小的光粒子可以同時以許多不同的狀態疊加移動。研究人員利用量子的這個怪癖設計了一臺原型計算機，可以同時預測16種不同的未來。

當Mile Gu啟動他的新電腦時，他可以看到未來。在同一時間，至少有16種可能的版本。

Mile是新加坡南洋理工大學物理學助理教授，從事量子計算工作。這一科學分支使用了控制宇宙最小粒子的奇怪定律來幫助計算機更有效地計算。

與將信息存儲為比特(0或1的二進制數字)的傳統計算機不同，量子計算機將信息編碼為量子比特或量子位。由于量子力學的奇怪定律，這些亞原子粒子可以同時存在于兩種不同狀態的疊加中。

正如薛定諤假設的貓在有人打開盒子之前是同時死亡和活著的一樣，在疊加態中的量子比特可以等于0和1，直到被測量為止。與傳統計算機相比，將多個不同結果存儲到單個量子位中可以節省大量內存，尤其是在進行復雜預測時。

在4月9日發表在《自然通信》期刊上的一項研究中，Mile和他的同事使用一種新的量子模擬器證明了這一想法，該量子模擬器能夠預測16種不同未來(相當于連續四次擲硬幣)在量子疊加中的結果。這些可能的未來被編碼在單個光子(光的量子粒子)中，它在通過幾個傳感器的同時沿著多條路徑移動。然后，研究人員更進了一步，并排發射了兩個光子，并跟蹤了每個光子的潛在未來在稍有不同的條件下是如何分化的。

Mile認為：這有點像《復仇者聯盟：無限戰爭》中的奇怪醫生。在這部電影的高潮之戰前，這位千里眼醫生期待著能及時看到1400萬種不同的未來，希望能找到英雄們擊敗大壞蛋的那個。他對所有這些可能性進行綜合計算，說“好吧，如果我以這么小的方式改變了我的決定，未來將改變多少？” 這是我們模擬向前發展的方向。

研究人員使用一種稱為“擾動硬幣”的經典模型測試了他們的量子預測引擎。

Mile說“想象一下有一個盒子，里面只有一枚硬幣。在這個過程的每一步，有人都會搖晃一下盒子，所以硬幣翻轉的可能性很小。”

與傳統的拋硬幣不同(相同概率得到正面或反面)，每個擾動拋硬幣的結果取決于硬幣在上一步的狀態。例如，如果硬幣在盒子的第三次晃動中從正面翻轉到反面，那么第四個晃動很可能會保持在反面。

研究人員進行了兩種不同版本的硬幣實驗，其中一種是盒子搖晃得更強，另一種則搖晃得更弱。在每個實驗中，盒子搖晃四次，提供16種可能的正反面組合。在第四步之后，該團隊將其所有16個結果的疊加編碼在單個光子中，同時根據振動盒子的強度顯示每個可能結果的概率。

最后，該團隊將強烈震動的硬幣和弱勢硬幣的疊加結合起來，創建了一張可能未來的主圖。這向我們展示了未來是如何迅速分化的，這取決于我在每一步都是多么努力地搖晃這個盒子。

現在，對計算能力的限制意味著團隊的模擬器一次只能看到16個可能的未來。然而，有一天，隨著量子計算機變得更大，更強大和更普及，像這樣的模擬器可以擴展到同時看到無限多的未來。這有助于天氣預測或在股票市場進行更明智的投資。它甚至可以幫助改善機器學習，這一切都與人工智能教學本身有關，以便做出越來越好的預測。

這一切都是“高度探索性的”，需要進一步進行大量的實驗，以找出量子模擬器的所有應用。哎，這臺千里眼計算機本身的命運也是一個仍然神秘的未來。

總結

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