Günlük yaşamda bile, doğa; kuantum fiziği kanunlarına tabidir. Bu yasalar; ışık, ses, sıcaklık ve hatta bilardo masasındaki topların yörüngeleri gibi genel olayları açıklar. Ancak çok sayıda etkileşimli parçacıklara uygulandığında, kuantum fiziğinin kanunları aslında sezgiye meydan okuyan çeşitli olayları öngörür.
Pek çok parçacıktan oluşan kuantum sistemlerini incelemek için, fizikçiler; ilk önce onları simüle edebilmelidir. Bu, süper bilgisayarlardaki iç çalışmalarını tanımlayan denklemleri çözerek yapılabilir. Ancak Moore Yasası; bilgisayarların işlem gücünün her iki yılda bir, iki katına çıkacağını tahmin ederken; bu kuantum fiziğinin zorluklarının üstesinden gelmek için gerekli olan gücün çok uzağında…
TEPFL’deki Nanosystems’ın teorik fizik laboratuvarını yönlendiren Profesör Vincenzo Savona’ya göre, bunun nedeni; kuantum sisteminin boyutuyla üssel olarak büyümesi, “kendinden dolanık” bir görevle kuantum sisteminin boyutuyla katlanarak büyümesi, bir hesaplama gücü gerektirmesi ve son derece karmaşık olmasıdır.
Yine de, kuantum biliminin ve teknolojisinin modern deney platformlarının açık sistemler olmasından ve fizikçilerin bunları simüle etmenin ve karşılaştırmanın yeni yollarını aradıklarından, açık kuantum sistemlerini etkin bir şekilde simüle etmek için araçlara daha çok ihtiyaç duyulmaktadır.
Ancak; sinir ağları ile kuantum sistemlerini simüle eden yeni bir hesaplama yöntemi sayesinde önemli ilerleme kaydedilmiştir.
Savona; fizikçilerin karmaşık kuantum sistemlerini incelemek için kullandıkları büyük hesaplama yöntemleri araç setine atıfta bulunarak, sinir ağları ve makine öğrenimindeki gelişmeleri kuantum Monte Carlo araçlarıyla birleştirdiklerini belirtiyor. Böylece sinir-ağ yaklaşımı; fizikçilerin, büyüklük ve rasgele geometriye sahip kuantum sistemlerinin özelliklerini tahmin etmelerine izin vermiş oluyor.
Metot, karmaşık kuantum sistemlerinin incelenmesi ve geleceğe biraz daha fazla bakmak için, gürültünün kuantum donanımı üzerindeki etkilerini değerlendirmek açısından tercih edilen bir araç haline getirilmiştir.
