量子人工生命首次创造

06-08
作者 :
毛纶

科学家们第一次创造了量子人工生命。 原理验证实验结合了人工生命领域 - 专用于模拟人工系统中的生活行为 - 和量子计算,这可以彻底改变信息处理方式。

发表的一项研究中来自西班牙巴斯克地区大学的Lucas Lamata及其同事开发了一种基于2015年制定的理论工作的算法。当时,该团队希望找出系统的最小尺寸是什么可以进行自我复制 - 生活的标志。

“它是在宏观尺度上更像是在DNA分子中,还是在小型,少数具有量子特性的原子系统中,如纠缠?”Lamata告诉“新闻周刊”

他们在2015年的研究结果表明,它确实可以存在于量子尺度上,因此他们开始创建一种可以证明它正在发生的计算机算法。 这台云计算机IBM ibmqx4表明它可以以这种规模存在。

“我们想知道宏观生物系统的突现行为是否可以在微观量子水平上再现,”他说。 “我们在这项研究中发现,具有少量量子位的非常小的量子器件已经可以模拟自我复制,将标准生物特性(例如基因型和表型)与真正的量子特性(例如纠缠和叠加)相结合,”他说过。

该团队开发了一种最小量子系统的玩具模型,可以进行自我复制等生物行为。 他们将此实现到IBM计算机中。 在该模型中,一个量子比特(量子比特)代表遗传信息或基因型,而另一个量子比特代表与环境的相互作用。 研究结果表明,该系统可以自我复制,量子特性(如纠缠)对量子信息向后代的完全传播至关重要。 “我们还将突变作为随机过程发生在量子位上,”他补充说。

gettyimages-687831316 代表形象。 量子生命终有一天会变得有感觉。 iStock

“一般而言,人工生命,不仅仅是量子生命,是一个广泛的研究领域,其中遵循不同的方法,从自组装机器人,自我复制计算程序和化学分子,到人工操纵的真实神经元。实验室,“Lamata说。 “这是一个多元化的领域,可以产生广泛的科学和技术应用。

“我们所做的就是添加量子成分,也就是说,我们设想了一个具有自我复制行为的最小量子系统:生命的最小量子版本,当与突变和相互作用相结合,以实现量子达尔文进化。”

虽然这项工作存在局限性 - 它只使用两个量子比特,每个量子比特只展示了一代流程 - 应用程序可能具有深远意义。 “我们坚信我们的模型与量子博弈论和量子优化算法有关。 也就是说,人们可以在量子个体中编码一个优化问题,争夺资源,自我复制,变异和交互。“

Lamata解释说,这种系统可能会产生半自主量子器件,这种器件的计算可能性远远超出我们现有的技术。

他还说你最终可以获得一个完整的人工系统。 量子人工生命会变得有意义吗? “这是我们的主要梦想,”拉马塔说,“有知觉的人造生物也可以发展出与我们相同或不同的意识。这些是今天的问题,可能需要一个世纪的回答。”