Машинное обучение помогло улучшить экзотическую квантовую материю В Центре научной коммуникации МФТИ сообщили, что физики также смогли нарастить число индивидуальных частиц в этой субстанции Российские физики смогли при помощи системы машинного обучения улучшить процесс получения конденсата Бозе-Эйнштейна, экзотической квантовой формы материи, а также нарастить число индивидуальных частиц в этой субстанции, ведущей себя как один гигантский атом. Об этом сообщил Центр научной коммуникации МФТИ. "Мы смогли взглянуть на физику процесса через призму машинного обучения, что позволило не только оптимизировать эксперимент, но и понять физические ограничения, с которыми мы сталкивались. Нам удалось оптимизировать параметры процесса лазерного охлаждения, что привело к значительному увеличению количества атомов в конденсате Бозе-Эйнштейна", - пояснил аспирант кафедры Российского квантового центра МФТИ Давлет Кумпилов, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза. Конденсат Бозе-Эйнштейна представляет собой экзотическую квантовую форму материи, похожую по некоторым свойствам на газ и жидкость. Он состоит из множества атомов или других частиц, охлажденных почти до абсолютного нуля. В соответствии с законами квантовой механики, это облако ведет себя как один гигантский атом, что делает его привлекательным материалом для создания квантовых компьютеров, сенсоров и решения массы других задач. Возможности по решению и масштабы этих задач, как отмечают ученые, напрямую зависят от того, как много индивидуальных атомов содержит в себе конденсат Бозе-Эйнштейна. Их число зависит от того, как протекает процесс их охлаждения внутри специальных магнитно-оптических ловушек и как часто эти атомы "сбегают" из этой структуры в процессе охлаждения их облака до температуры, близкой к абсолютному нулю. Улучшенный конденсат Бозе-Эйнштейна Российские ученые проследили за процессом образования конденсата Бозе-Эйнштейна из большого числа атомов туллия и обработали собранные данные при помощи созданной ими оптимизирующей системы машинного обучения. Она подобрала оптимальную стратегию по охлаждению атомов туллия при помощи импульсов лазерного излучения, что привело к заметному снижению частоты несанкционированных "побегов" атомов туллия. Эти же расчеты указали на то, что наращиванию числа атомов в конденсате Бозе-Эйнштейна также мешает так называемая трехчастичная рекомбинация, одна из форм взаимодействий атомов туллия. Она приводит к образованию двух связанных частиц, которые покидают ловушку и перестают участвовать в процессе охлаждения. Когда исследователи учли наличие этого феномена, им удалось удвоить число атомов в конденсате по сравнению с тем, чего физикам удавалось добиться в прошлом. "Благодаря методам машинного обучения нам удалось оптимизировать параметры нашего эксперимента, что, в свою очередь, открыло новые горизонты для исследования квантовых систем. Это важный шаг на пути развития будущих технологий в области квантовых вычислений", - подытожил руководитель Лаборатории квантовых симуляторов и интегрированной фотоники РКЦ в МФТИ Алексей Акимов, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза. © Сергей Мальгавко/ТАСС, архив