Ключът се крие в квантовото заплитане, а предаването на информация е мигновено.
Квантовото заплитане е дълбока връзка, която обединява две частици, дори когато са разделени от огромни разстояния. Досега многоагентните системи, като например рояци от дронове или екипи от автономни роботи, винаги са разчитали на непрекъсната безжична комуникация, за да координират действията си. Това се случва в разнообразни приложения, като операции по търсене и спасяване, мониторинг на околната среда, горски пожари или проучване на опасен терен. Основното предизвикателство възниква, когато тези сигнали се загубят, блокират или се смущават, което драстично намалява способността на агентите да функционират като сплотен екип.
Какво представлява квантовото заплитане?
Това явление позволява на две квантови частици да споделят едно и също състояние по неразделен начин. Всяка промяна в едната се отразява незабавно в другата, независимо от разстоянието. Екип от учени от Технологичния университет на Вирджиния предложи радикален подход, с който вместо да споделят данни чрез радиовълни или интернет (което винаги изисква канал, сигнал и физическа среда), роботи и дронове биха могли да използват заплетени кубити за координиране, създавайки вид комуникация, която не зависи от конвенционално предаван сигнал.
Авторите на новото изследване са разработили рамка, наречена eQMARL (ентанджъл квантово многоагентно обучение с подсилване). Вместо да предава съобщения за наблюдения или решения, както би направила класическа система, всеки агент в системата получава набор от заплетени кубити. Когато дронът взаимодейства със средата си (открива препятствие, променя курса или възприема заплаха), той модифицира своя кубит. Благодарение на заплитането, другите агенти ще видят, че тази модификация е настъпила, въпреки че не е изпратен традиционен сигнал. Александър ДеРийо, водещият автор на изследването, го обяснява така: „Това, което разработихме, е ефективно схема за обучение, която използва факта, че когато правите нещо с едната половина на двойката кубити, то прави нещо и с другата. Не ни е задължително да ни интересува какво прави, само че промяната се случва.“ Този подход позволява на агентите да се учат чрез проба и грешка, подобрявайки поведението си колективно без изричен обмен на данни, което е особено ценно, когато традиционната комуникация се провали или е ненадеждна.
Потенциалните последици от този напредък са огромни. В краткосрочен план това би могло да позволи на координирани дронове да продължат да се борят с горски пожари, да провеждат проучвания в райони без покритие или да си сътрудничат в срутени конструкции, където сигналът е влошен. В дългосрочен план това сочи към ултрасигурни методи за комуникация, при които машините могат да споделят информация без нужда от конвенционални канали, намалявайки уязвимостта си към шпионаж или смущения.
Въпреки това, предизвикателствата все още са значителни. Поддържането на квантово заплитане в реални условия извън лабораторията е изключително трудно. Квантовите частици са чувствителни към шум, температура и всякакви смущения в околната среда. Освен това, квантовата технология все още не е достатъчно малка или стабилна, за да бъде лесно интегрирана в дронове или мобилни роботи. Авторите смятат, че практическите приложения, като например дронове за реагиране при бедствия, базирани на този принцип, може да са на десетилетие или повече разстояние от това да станат реалност.
Това, което прави този подход особено завладяващ, е неговият разрив с начина, по който разбираме комуникацията. Традиционно комуникацията е означавала „изпращане на сигнал“ през пространството (радиовълни, светлина, кабели или сателити). Но квантовата физика предполага, че има връзки, които не е необходимо да пътуват напред-назад, а вече са „предварително установени“ от самата структура на споделеното квантово състояние. Този напредък е не само стъпка към по-устойчиви рояци от роботи, но и напомняне, че технологиите на утрешния ден биха могли да се основават на принципи, които днес все още изглеждат странни или нелогични.
квантовото заплитане, технология, физика
