Ново проучване на международен екип от учени очертава потенциала на нов клас роботи, които могат да се изравнят с възможностите на хората. Тези постижения се дължат на сближаването на квантовите изчисления и изкуствения интелект, което дава началото на областта на квантовата роботика.
Тази област обещава да преодолее ограниченията, присъщи на класическата роботика, и да направи революция в различни сектори.
„Квантовите изчисления и изкуственият интелект поотделно се считат за трансформиращи технологии, които оформят нашето настояще и бъдеще“, казват изследователите в проучването.
„Перспективата за комбиниране на двете парадигми предвещава изумителна изчислителна мощ и интелигентност на човешко ниво за получените технологии.“
Квантовата роботика се фокусира върху прилагането на идеите на квантовата механика, като суперпозиция и заплитане, в роботизирани системи. Това може да позволи на роботите да обработват огромни количества данни от своите сензори в реално време.
Тази способност би позволила на роботите да реагират бързо на сложна среда и евентуално да проявят способности за мислене и усещане, подобни на човешката интелигентност.
„Широко разпространено е очакването, че квантовите алгоритми, квантовите сензори и квантовите контроли ще бъдат в основата на роботиката от следващо поколение“, добавят изследователите.
Квантовите изчисления преодоляват ограниченията на класическите изчисления
Традиционните роботи разчитат на класическите изчисления, които използват битове за представяне на информацията като 0 или 1. Тази двоична система, макар и ефективна за много задачи, трудно се справя с нарастващата сложност и обем на данните, характерни за съвременните роботизирани приложения.
За разлика от тях квантовите компютри използват кюбити, които могат да съществуват в суперпозиция от състояния, представляващи 0, 1 или и двете едновременно. Това свойство позволява на квантовите компютри да обработват и анализират информация със скорости и мащаби, които са теоретично недостижими за класическите компютри.
Изследването очертава две основни области на изследване в рамките на квантовата роботика. Първата се фокусира върху подобряването на текущите задачи на роботите. Например, квантовите алгоритми са обещаващи за подобряване на начина на навигация на роботите, което им позволява да се движат в сложни среди с по-голяма ефективност и точност.
Тези алгоритми могат също така да подобрят вземането на решения, позволявайки на роботите да се адаптират към неочаквани ситуации и да направят най-добрия избор в реално време. Освен това квантовите алгоритми могат да помогнат на няколко робота да работят по-добре заедно, което води до по-ефективна работа в екип при изпълнение на трудни задачи.
Втората изследователска област разглежда начините за включване на квантовата механика във физическото проектиране и функциониране на роботизираните системи. Това включва изследвания на роботи, които комуникират чрез квантово заплитане – явление, което позволява мигновено предаване на информация между свързани частици, без значение колко далеч са една от друга.
Подобна комуникация може да доведе до много сигурни и ефективни мрежи от роботи, които могат да координират действията си с невероятна скорост и прецизност. Освен това изследователите разглеждат възможността за използване на квантово контролирани конструкции за подобряване на работата и адаптацията на роботите, което ще им позволи да взаимодействат със заобикалящата ги среда по по-сложни начини.
Предполага се, че типичният квантов робот ще има комбинация от квантови изчислителни модули за сложна обработка на информация, обикновени компютърни системи за справяне с ежедневни задачи и свързване със съществуващите технологии, както и начини за комуникация с външни системи и други роботи.
Тези части работят заедно, за да подобрят мисленето, усещането и действията на робота, позволявайки му да прави неща, които в момента са невъзможни за обикновените роботи.
Предизвикателства и бъдеще на квантовата роботика
Изследователите обаче посочват и някои предизвикателства, които могат да попречат на развитието на квантовата роботика. Тези предизвикателства включват хардуерни ограничения и ранния етап на развитие на софтуера за квантови изчисления.
Въпреки че създаването на напълно работещи и адаптивни квантови роботи е свързано с предизвикателства, включително създаването на стабилни и надеждни квантови процесори и справянето с ефектите на околната среда върху квантовите състояния, изследователите са обнадеждени за бъдещето на тази област.
Те смятат, че непрекъснатият напредък в областта на квантовите изчисления и изкуствения интелект прави създаването на усъвършенствани квантови роботи много вероятно.
Тези роботи биха могли да бъдат по-добри от обикновените роботи по отношение на мощността на обработка, адаптивността и сигурността, което ще ги превърне в основни инструменти за многобройни приложения в научните изследвания, промишлеността и ежедневието.
„В заключение отбелязваме, че макар технологиите за реализиране на усъвършенствани кюботи все още да са разпръснати и знанията за интегрирането им в сложни единици да са предизвикателство, нашият преглед подчерта последните разработки в различни области, които заедно биха се обединили в най-съвременните кюботи, които предвиждаме“, твърдят изследователите.
„Постепенното съзряване и подновяването на интереса към квантовата информация и теориите за квантов контрол предполагат, че реализацията на кюботи е въпрос на време, а не на това дали ще се случи.“
Източник: InterestingEngineering
