中科大郭光燦院士團(tuán)隊(duì)李傳鋒、許金時等人與合作者最近將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于研究量子力學(xué)基礎(chǔ)問題，首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的多重非經(jīng)典關(guān)聯(lián)的同時分類。這一成果發(fā)表在11月6日出版的國際物理學(xué)權(quán)威期刊《物理評論快報》上。
1935年，愛因斯坦、波多爾斯基和羅森發(fā)表了著名的質(zhì)疑量子力學(xué)完備性的文章，后來被稱為EPR佯謬。隨著薛定諤和貝爾等眾多科學(xué)家對EPR佯謬的深入研究，人們逐漸理解愛因斯坦所指的“幽靈般的超距作用”來源于量子世界的非定域關(guān)聯(lián)，并且它還可以進(jìn)一步細(xì)分為量子糾纏、量子導(dǎo)引、貝爾非定域性等層次。另一方面，隨著量子信息研究的興起，各種不同的量子關(guān)聯(lián)已經(jīng)成為量子信息領(lǐng)域的關(guān)鍵資源，在量子計(jì)算、量子通信、量子精密測量等過程中扮演著重要角色。
李傳鋒、許金時等人將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于非經(jīng)典關(guān)聯(lián)的區(qū)分，通過巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在光學(xué)系統(tǒng)中制備出一簇參數(shù)可調(diào)的兩比特量子態(tài)。通過只輸入量子態(tài)的部分信息(兩個可觀測量的值)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型對455個量子態(tài)的非經(jīng)典關(guān)聯(lián)屬性進(jìn)行學(xué)習(xí)，成功實(shí)現(xiàn)了多重非經(jīng)典關(guān)聯(lián)分類器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的分類器能以大于90%的高匹配度同時識別量子糾纏、量子導(dǎo)引和貝爾非定域性等不同的量子關(guān)聯(lián)屬性，且無論在資源消耗還是時間復(fù)雜度上都遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)判據(jù)所依賴的量子態(tài)層析方法。
這項(xiàng)工作在實(shí)驗(yàn)上將機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于多重非經(jīng)典關(guān)聯(lián)的同時區(qū)分，推動了人工智能與量子信息技術(shù)的深度交叉。未來，機(jī)器學(xué)習(xí)作為一種有效的分析工具，將有助于解決更多量子科學(xué)難題。(記者 桂運(yùn)安)
