Начат эксперимент по моделированию первой искусственной квантовой жизни

7 Октября 2018, Владимир Кузнецов 16


Современные компьютеры дают довольно много возможностей по моделированию самых разных ситуаций. Однако любые вычисления будут в некоторой степени «линейны», так как они подчиняются четко прописанным алгоритмам и не могут от них отступить. И эта система не позволяет симулировать сложные механизмы, в которых случайность — это практически постоянное явление. Речь идет о симуляции жизни. А какое устройство могло бы позволить это сделать? Квантовый компьютер! Именно на одной из таких машин IBM был запущен самый масштабный проект по симуляции квантовой жизни.

Как сообщает редакция журнала Scientific Reports, использование квантового компьютера позволяет добавить непредсказуемости в уже существующие алгоритмы, что и позволит более полноценно симулировать сложные процессы.


«Симуляция больше не ограничена стандартными величинами, в ней могут происходить случайности, как и в реально жизни. Цель нашего исследования — воспроизведение процессов эволюции, адаптированнх к языку квантовых алгоритмов и вычислений.» — утверждают авторы работы из Университета Страны Басков (Испания).

При помощи квантового компьютера IBM QX4 исследователи закодировали свойства квантовой жизни, состоящие из 2 кубитов. 1 — это генотип (то есть набор генов, влияющих на развитие тех или иных признаков и передающийся и поколения в поколение). 2 — это фенотип (внешнее проявление признака, например, цвет волос). Далее эти функции были запрограммированы, как и все подобные алгоритмы симуляции жизни, но с одним отличием: случайные изменения появлялись при помощи квантовых состояний.

«Мы не пытаемся доказать, имеет ли происхождение жизни квантово-механический характер. Мы говорим о том, что квантовые системы могут шифровать признаки, изменение которых коррелирует с подобными проявлениями, наблюдаемыми при естественном отборе.»

Сейчас ученые заняты расширением функциональности алгоритма для улучшения возможностей симуляции. Например, включение в нее гендерных особенностей или социально-поведенческих реакций.

А как вы считаете, можно ли симулировать жизнь или человечество на это не способно? Выскажитесь в нашем чате в Телеграм.

Начат эксперимент по моделированию первой искусственной квантовой жизни

16 комментариев Оставить свой

  1. matva

    Если честно, то не могу понять: как можно «симулировать» жизнь, но не уметь прогнозировать погоду даже на три (!) дня? Не говоря уж о неделе, месяце... если уж это нельзя спрогнозировать (и «симулировать») то уж о жизни нечего и говорить!

    • Sergey1964

      matva, "Если честно, то не могу понять: как можно «симулировать» жизнь, но не уметь прогнозировать погоду даже на три (!) дня?"

      Насколько знаю, цивилизованные метеослужбы (у которых на суперкомпьютеры в режиме он-лйн собирается информация от наземных-надводных и от космических средств наблюдения, причём со всего Земного шара) как раз на 3 дня дают очень точный прогноз. На 7 дней - с высокой долей надёжности (что-то порядка 80% точных прогнозов, если правильно помню). А больше, чем на 14 дней вообще невозможно, в силу хаотичности системы. Примерно так.

      Но я не пойму, какая связь между прогнозами погоды и симуляцией жизни? Я вот, например, не умею предсказывать погоду - но компьютерную симуляцию простой экосистемы (автотрофный блок, гетеротрофный блок, атмосферный углерод) сделаю запросто. Три дифура плюс одна функция, плюс интерфейс по-мелочи. При желании можно добавить стохастики. Собственно, уже делал, для студентов - и она даже (к моему удивлению) даёт в том числе те режимы, которые реально наблюдались в американской Биосфере-2. А профессиональные мат.моделисты вообще чудеса творят.

      • Singleton

        Sergey1964, "А профессиональные мат.моделисты вообще чудеса творят." ............................. Можно чуть подробнее насчёт этих чудес?

        • Sergey1964

          Singleton, "Можно чуть подробнее насчёт этих чудес?"

          Из наиболее впечатлившего меня в относительно свежих публикациях - в высшей степени успешное применение модели детерминированного хаоса к популяциям каких-то моллюсков, ссылку, как водится, не сохранил. )))

          А вообще тема (даже применительно только к биологии) слишком обширная, чтобы её можно было изложить в формате этого ресурса. Навскидку - на 1-2 университетских семестра. Вероятно, профессиональный мат.моделист смог бы коротко и увлекательно рассказать Вам о всех новинках и чудесах в этой области знания в формате форумных постов - но я в мат.моделировании любитель, но никак не профи. Так что могу только порекомендовать литературу.

          Если интересуетесь мат.моделированием в биологии на начальном уровне - я бы рекомендовал запустить в Гугле
          ризниченко математические модели в биологии
          Вторая ссылка в результатах поиска - на учебник в pdf, доступен для скачивания, только что проверил.
          А после этого учебника уже можно гуглить современные англоязычные научные публикации касательно моделирования конкретных вещей.
          Из интересных монографий, в которых описываются подходы, не представленные у Ризниченко, я бы рекомендовал Суховольский В.Г. Экономика живого: Оптимизационный подход к описанию процессов в экологических сообществах и системах.

          • Vladimir8

            Sergey1964, Этот раздел математики называется Теория Хаоса. По сути это теория нелинейных систем или system dinamics. В случае когда существует так называемый эффект бабочки и когда зная мат.модель системы невозможно предсказать ее результат. Это самый прикольный момент для математиков. Если визуально то лучше всего фракталы посмотреть - простейшая формула (Множество Мандельброта) создаёт бесконечность которую невозможно предсказать. Как правильно написал Сергей это не/ детерминированный хаос. В случае квантовой системы его нельзя предсказать (неопределенность Гейзенберга). Как раз квантовая неопределенность гарантирует развитие уникальных вселенных без возможности предсказания результата (погода идеально это демонстрирует - чем дальше тем меньше работает модель).

          • Singleton

            Sergey1964, Большое спасибо!

  2. Dopamine

    Мне кажется, очень многие люди симулируют жизнь.

  3. jonk

    Как далеко можно зайти в этой симуляции? А не появятся ли в результате неё виртуальные живые существа? Смоделирует ли компьютер у них чувства и эмоции? И что с ними делать, когда придёт время выключать комп, а они начнут пищать - "Папка! Не выключай нас!". Готовы ли мы стать для них карающим мечем? Имеем ли право убивать их - завершив эксперимент?

    • heaven33rus

      jonk, Я тебя породил, я тебя и убью! Да и вообще, когда у всевышнего закончится интерес к поставленному эксперименту, нас с вами тоже выключат :-)))))

    • Sergey1964

      jonk, "Смоделирует ли компьютер у них чувства и эмоции?"

      Если у них в ходе эволюции появятся аналоги чувств и эмоций, то, уверен, их чувства и эмоции будут в корне отличаться от наших. Материальная основа другая, у нас - органическая химия, у них - кремний и электроны. Я могу придумать эксперимент, который показал бы наличие неких аналогов чувств-эмоций у искусственного интеллекта (если они есть). Однако этот эксперимент не ответит на вопрос "а что он чувствует на самом деле?". Это будет вопрос из серии "какого цвета гамма-излучение". Для нас - чёрного, поскольку мы его банально не видим. А для гипотетического существа, воспринимающего электромагнитное излучение в гамма-диапазоне - неизвестно.

  4. Putnik1964

    > И эта система не позволяет симулировать сложные механизмы, в которых случайность — это практически постоянное явление. Речь идет о симуляции жизни. А какое устройство могло бы позволить это сделать? Квантовый компьютер! Именно на одной из таких машин IBM был запущен самый масштабный проект по симуляции квантовой жизни.


    Статья, если честно, совершенно бредовая.

    Помнится ещё на заре IBM PC/XT, лет 30 назад, когда даже мониторы были монохромными, пара студентов написала простенькую программку для них по названием "Жизнь". И по сути она её моделировала на уровне жизни микробов.

    И уже тогда в компах был генератор псевдослучайных чисел. Он и сейчас в них есть.
    Чем он отличается от случайностей, генерируемых так называемым ""квантовым компьютером"? По сути это та же хрень...

    Явно поступил очередной заказ пиарить в СМИ эти туфту под названием КК.
    Кто-то это проплатил, не иначе.

  5. vladimir.step

    Я что-то не понял, а квантовый компьютер уже изобрели? Или 2 кубита - это супер мощный компьютер, производительность которого в разы больше обычных?

    • starpage33

      vladimir.step, Тоже заинтересовало. Еще недавно писали, что пока они не могут создать рабочий образец такого компьютера, а уже сегодня пишут, что он оказывается совершает вычислительные операции.

      • starpage33

        starpage33, выдержка из вики: "Полноценный универсальный квантовый компьютер является пока гипотетическим устройством". Вот интересно, это они в своих фантазиях проводят такие вычисления)

        • starpage33

          starpage33, IBM QX4 не квантовый компьютер, а компьютер моделирующий квантовые вычислительные операции. Хотя на сайте IBM утверждают что используется квантовый процессор.

          Эксперименты, которые мы подробно изложили в нашей статье, не были реализованы на наших в настоящее время публично доступных процессорах с пятью кубитами и 16 кубитами в облаке. Но разработчики и пользователи IBM Q могут теперь получить доступ к ноутбукам квантовой химии Jupyter в QISKit github repo . Это было написано еще в 2017-м

  6. deinstalation

    фейл на фейле.
    1. Случайность задается ГПСЧ. Для того, чтобы создать "чистую" случайность можно использовать аппаратные гпсч.
    2. Квантовых компов нет
    Я когда-то надеялся, что квантовые компы будут прорывными, но теперь, смотря какой цирк вокруг них, понимаю, что все это чушь.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.