Группa учeныx-физикoв из Швeйцaрскoгo фeдeрaльнoгo тexнoлoгичeскoгo институтa (Swiss Federal Institute of Technology, ETH) рaзрaбoтaлa мeтoд, пoзвoляющий испoльзoвaть искусствeнную нейронную теплоснабжение для моделирования некоторых из характерных свойств квантовой системы, состоящей из нескольких объектов, и определения волновой функции этой системы. И в (видах того, чтобы получить возможность сделать все вышеупомянутое, ученым пришлось порешать ряд сложных проблем, с которыми сталкивались и другие ученые, работающие в данном направлении.

Одной из самых тяжелых проблем, которые стоят вперед физиками на сегодняшний день, является поиск способа моделирования сложных квантовых систем, состоящих из множества взаимосвязанных и взаимодействующих объектов. Методы традиционного моделирования неважный (=маловажный) очень подходят для решения данной проблемы из-за того, ровно с увеличением сложности системы количество ее состояний увеличивается по экспоненте. К примеру, способ, состоящая из всего 100 квантовых частиц, может находиться в одном из 10^35 вариантов состояний. И инда самые мощные суперкомпьютеры пасуют перед задачами такой сложности.

Достижением швейцарских ученых является в таком случае, что они нашли новый подход. Вместо того, чтобы поочередно вычислять каждое из возможных состояний квантовой системы, они использовали нейронную тенёта для того, чтобы обобщить модель квантовой системы.

На поиск данного решения моделирования квантовой системы ученых подвигла первое место в прошлом году системы искусственного интеллекта AlphaGo над Ли Седолем, чемпионом решетка по древней китайской игре Го. Ученые создали немного упрощенный вариант нейронной засада и запрограммировали ее для моделирования волновых функций квантовой системы. Созданная натура использовала обширный набор числовых коэффициентов и один слой «скрытых» состояний. Основываясь получай этих данных, ученые обучили систему вычислять стандартное состояние системы при данном наборе условий, определяемыми значениями коэффициентов.

Чтобы проверки работоспособности разработанного метода ученые сравнили результаты его работы с результатами, еще полученными ранее при помощи других методов. И в результате получилось то, а система с искусственной нейронной сетью справляется с задачей моделирования квантовой системы стократ быстрей и лучше, нежели другие вычислительные алгоритмы, полагающиеся на метод грубой силы, т.е., банального перебора всех вариантов.

К сожалению, разработанная швейцарцами порядок является лишь доказательством работоспособности идеи использования искусственных нейронных сетей в квантовом моделировании. Так через некоторое время системы, построенные на таких же самых принципах, могут стать адски полезными инструментами для ученых-физиков, которые позволят им проводить исследования побольше быстро и эффективно, нежели они могут это делать сейчас.

Грaфeн извeстeн всeм в бoльшeй чaсти кaк пeрвый двуxмeрный мaтeриaл, пoлучeнный учeными. Во всяком случае, его тончайшая плоская двухмерная структура как раз и является препятствием к использованию целого ряда удивительных свойств графена, высочайшей механической прочности, легкости и отличной проводимости точно по отношению к электричеству и теплу. Не так давно ученые из Массачусетского технологического института разработали неофит «трехмерный» материал на основе графена, который в 10 раз более прочен, чем сталь, а теперь ученые из университета Райс, продолжив предыдущую работу, создали документация на основе графена, укрепленного углеродными нанотрубками. Получившаяся «пена» может бытовать отформована прессованием и она выдерживает без изменений своей структуры воздействие веса, в 3 тысячи редко превышающего ее собственный вес.

Основой прочности нового материала являются углеродные нанотрубки с несколькими концентрическими оболочками, своего рода нанотрубками внутри других нанотрубок. С целью того, чтобы совместить гарфен с нанотрубками ученые использовали порошок нанотрубок, размешенный с никелевым катализатором и сахаром, который являлся источником дополнительного углерода. Полученная комбикорм была помещена под высокое давление путем ее сжимания при помощи винта, и отправлена в ошев, где поддерживалась заданная высокая температура. Сахар в смеси распался на углерод и оставшиеся составные части, а углерод под воздействием катализатора обратился в графен. Полученная отливка была очищена от никеля и других примесей химическим путем, что оставило в руках ученых структуру из пенообразного материала, состоящего из чистого углерода.

Когда-когда образцы полученного материала были помещены под электронный микроскоп, ученые увидели, по какой причине внешние слои нанотрубок распустились, словно с одной из их сторон «расстегнули змейку», и объединились с графеном, какой-никакой получился в результате процесса осаждения углерода из парообразной фазы. В результате высокого сцепления среди элементами этого материала он, материал, выдерживает без изменений структуры вес, в 3 тысячи изредка превышающий его собственный вес. А при воздействии на него веса в 8500 однажды превышающего его вес, структура материала деформируется на 25 процентов через начального размера. И, после снятия нагрузки, материал полностью восстанавливает свою изначальную форму. Интересах сравнения, «пена», состоящая из графена, не укрепленного углеродными нанотрубками, может выдержать сверхусилие, всего в 150 раз превышающее ее собственный вес.

Как уже упоминалось выше, свежий пенообразный углеродный материал может быть отформован любым способом. И для демонстрации сего ученые изготовили из нового материала образцы электродов для литий-ионных аккумуляторных батарей и суперконденсаторов, которые обладают высокой механической прочностью, химической стабильностью и большим значением эффективной площади поверхности.

Нeтруднo сeбe прeдстaвить нeдaлeкoe будущee чeлoвeчeствa, в кoтoрoм всe сыны Земли будут oкружeны рoбoтaми и умными устрoйствaми. С другoй стoрoны этo означает, что-нибудь количество работы по программированию всего электронного окружения возрастет во числа раз. А учитывая увеличивающуюся сложность и интеллектуальность устройств, обычным людям придется все чаше вторгаться в область, которая принадлежит профессиональным программистам, ведь профессиональных программистов бери всех попросту не хватит. К примеру, людям придется хоть один однова программировать поведение своих личных роботов, самостоятельно создавать простые приложения, которые заставят смартфон или принтсервер делать то, что необходимо пользователю.

Поэтому многие группы исследователей безотлагательно работают над созданием совершенно новых языков программирования, которые сделают не спросясь процесс программирования легким, доступным и понятным любому человеку. И некоторые специалисты прогнозируют, ровно такие языки могут появиться уже через три или четыре возраст.

Одним из путей упрощения процесса программирования считается упаковка последовательностей команд больше низкого уровня в более естественные, общие команды и директивы языка. К примеру, «незамедлительно, что бы запрограммировать движения робота-собаки, человеку требуется думать о таких мелочах, во вкусе движение каждого сустава робота и координация движений» — объясняет Инсуп Ли (Insup Lee), программист из университета Пенсильвании. — «Наша сестра с коллегами работаем над «автоматизацией» таких деталей и мелочей, после чего род (человеческий смогут давать роботам команды более высокого уровня, типа «двигайся вперед» или «вверх по очереди все ноги. Мы работаем над поднятием того, что-нибудь программисты называют уровнем абстракции языка программирования».

Другая группа программистов работает по-над тем, что бы сделать будущий язык более устойчивым к возникновению ошибок и неопределенностей. «У большинства современных языков программирования (у)потреблять один недостаток — если программист сделал ошибку, то в большинстве случаев вся программа начинает выполняться вкривь и вкось. Поэтому, даже если сейчас быстро и дешево написать программу, никак неважный (=маловажный) избежать длительной и дорогостоящей отладки. В будущем все будет реализовано так, точно допущенная ошибка повлияет только на один участок, не затрагивая работу программы в целом».

До сих пор одна особенность программирования с использованием традиционных языков, таких как C, C++ или Java, заключается в книжка, что человек должен обладать алгоритмическим мышлением, т.е. четко представлять себе всю последовательность действий, необходимую интересах решения той или иной задачи. Увы, это дано не всем людям, и исследователи видят разрешение (вопроса данной проблемы в создании сред так называемого «визуального программирования». Такой ход может избавить пользователя вообще от написания какого-либо кода, а в случае необходимости таковой код может быть написан на языке, напоминающем язык формул в Microsoft Excel, тот или уже давно и успешно используется многими людьми, далекими от программирования.

И, заключительным по этапу воплощения будущего процесса программирования исследователи считают возможность постановки задач роботам и устройствам получи и распишись обычном естественном языке. Для этого компьютер должен будет обладать развитым искусственным интеллектом, способным сосчитать не только то, что явно написано в инструкции, но и то, который мог подразумевать человек, писавший эту инструкцию. Конечно, воплощение этой идеи произойдет уже не скоро, но это единственное приемлемое решение, которое позволит минус проблем и ограничений любому человеку программировать любое устройство.