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量子计算机上量子人工生命模型

  人工智能的场景可以看到简单生物模型能够在受控虚拟环境中体验生命的各个阶段的环境的出现。这是QUTI研究小组在UPV / EHU的物理化学系设计的,但情景是量子计算机:一种人工生命协议,编码属于生命系统的量子行为,如自我复制,变异,个人之间的互动,出生和死亡,并已在IBM ibmqx4云量子计算机上执行。这是遵循达尔文进化定律的人工生命量子算法的量子计算机上的第一个实验实现。

  该算法遵循一项协议,研究人员将其称为仿生学,并编码适应生命系统相同行为的量子行为。量子仿生学涉及在量子系统中再现生物专属的某些特性,该研究小组之前曾通过量子系统模拟生命,自然选择,学习和记忆。正如作者自己所描述的那样,这项研究旨在“设计一套基于模仿生物过程的量子算法,这些算法发生在复杂的生物体中,并将​​它们转移到量子尺度,所以我们只是试图模仿关键这些过程中的各个方面。“

  在他们设计的人工生命场景中,一组简单生物模型能够在受控虚拟环境中完成最常见的生命阶段,并且已经证明微观量子系统能够编码量子特征和生物行为。通常与生命系统和自然选择有关。

  设计的生物模型被创造为量子生命的单元,每个模型由两个分别作为基因型和表型的量子比特组成,其中基因型包含描述生命单位类型的信息,并且这些信息是代代相传的。相比之下,表型,即个体展示的特征,由遗传信息以及个体自身与环境的相互作用决定。

  为了能够将这些系统视为人工生命的有机体,这些系统模拟的达尔文进化的基本特征是出生及其进化,自我复制,个体与环境之间的相互作用,逐渐降低个体的表型。因为它在代表死亡的状态下老化并结束。该协议还考虑了个体之间的相互作用以及突变,这些突变是在各个量子比特的随机旋转中实现的。

  这个实验测试代表了量子人工生命理论框架在进化意义上的巩固,但随着模型扩展到更复杂的系统,将有可能“实现更准确的量子仿真,其中越来越复杂的量子至上”,正如作者所指出的那样。

  同样,他们期望这些人工生命单元及其可能的应用对量子模拟和量子计算社区产生深远的影响,这些量子模拟和量子计算涉及各种量子平台,无论是被捕获的离子,光子系统,中性原子还是超导体电路。根据QUTIS小组主任和该项目负责人Enrique Solano的说法,“已经建立了基础来解决不同层次的经典和量子复杂性。例如,人们可以考虑量子个体的人口增长与性别标准,他们的生活的目标既是个人也是群体,没有外部控制的自动化行为,量子机器人过程,智能量子系统,直到量子优势的门槛,只能通过量子计算机才能达到。在此之后会出现的是非常冒险的问题,例如猜测生命本身的微观起源,个人和社会的智能发展,或解决意识的起源以及动物和人类的创造力。这只是一个开始;我们正处于21世纪初,我们将有许多幻想的梦想和问题,我们将能够回应。“

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