Kineski znanstvenici napravili su dosad neviđen eksperiment – kvantno računalo uspješno je izvelo dokaz dvaju matematičkih teorema, među kojima je i geometrijski zadatak s Međunarodne matematičke olimpijade iz 1978. godine.

Iza svega stoji istraživački tim sa sveučilišta Zhejiang i Tsinghua u Kini koji je koristio supervodljivi kvantni procesor sa 121 kubitom kako bi eksperimentalno dokazao dva matematička teorema.

Jedan od njih bio je relativno jednostavan: trebalo je dokazati da se dijagonale kvadrata sijeku pod pravim kutom. Za to su znanstvenici koristili hibridnu verziju poznate Wuove metode, pristupa koji se koristi za dokazivanje geometrijskih teorema.

Drugi je zadatak bio znatno zanimljiviji. Riječ je o geometrijskom problemu koji je bio dio Međunarodne matematičke olimpijade 1978. godine, natjecanja na kojem sudjeluju učenici iz više od 100 zemalja.

Za njega su istraživači koristili tzv. simboličku pretragu dokaza. Kvantni sklop predlagao je, primjenjivao i provjeravao pojedine logičke korake sve dok nije došao do odgovarajućeg zaključka.

Nije stvar u brzini

Na prvi pogled moglo bi se činiti da je kvantno računalo jednostavno brže riješilo težak matematički zadatak. No, to nije ono što je istraživačima bilo najvažnije.

Klasična računala već mogu vrlo brzo riješiti ovakve probleme. Ključan je trenutak činjenica da je logičko matematičko zaključivanje izvedeno izravno na kvantnom procesoru.

“Naši rezultati eksperimentalno pokazuju da je automatizirano logičko zaključivanje izvediv zadatak za kvantne procesore bliske budućnosti”, navode istraživači u radu.

To je posebno važno zbog problema koji dosad prate kvantna računala. Kubiti su iznimno osjetljivi na šum i pogreške, pa je bilo neizvjesno može li se na takvom hardveru pouzdano provoditi niz apstraktnih logičkih operacija potrebnih za matematički dokaz.

Što to znači za umjetnu inteligenciju?

Eksperiment bi dugoročno mogao biti zanimljiv i za umjetnu inteligenciju. Istraživači su u drugom zadatku koristili i pojednostavljene metode strojnog učenja kako bi pomogli u odabiru ispravnih koraka.

Autori rada smatraju da bi kvantno računalstvo jednog dana moglo pomoći AI sustavima u rješavanju matematičkih problema s kojima se klasični algoritmi teško nose. No, važno je naglasiti da to u ovom eksperimentu nije dokazano. Za sada je riječ o ranom dokazu koncepta.

Eksperiment je proveden na relativno jednostavnim problemima i uz znatnu pomoć istraživača. Za složenije zadatke potrebno je razviti snažniji i stabilniji kvantni hardver.

Istraživanje zasad također nije objavljeno u znanstvenom časopisu koji provodi stručnu recenziju, već je dostupno kao preliminarni rad na arXivu.