L’uomo è gia predisposto risolvere problemi quantistici meglio di un computer

Risolvere problemi quantistici giocando e battendo i computerTrasformando un complesso problema quantistico di ottimizzazione in un gioco messo in rete, alcuni ricercatori sono riusciti a trovare una soluzione migliore di tutte quelle individuate dai computer. Di fronte a situazioni bizzarre e molto complesse l’intuizione dell’essere umano batte ancora la macchina.

Il cervello umano è in grado di prendere decisioni basate su un approccio euristico e intuitivo che permette di battere i computer più potenti, una capacità che alcuni ricercatori dell’Università di Aarhus – che firmano un articolo su “Nature” – hanno sfruttato per risolvere un problema di ottimizzazione centrale per poter costruire i futuri computer quantistici. Un problema che si era dimostrato troppo complesso per essere risolto in modo ottimale per via numerica dai computer. Il metodo ideato dagli autori dell’articolo si basa sulla cosiddetta “gamification”, ossia sulla costruzione di un videogioco che ricalca il problema scientifico da affrontare, per poi metterlo in rete dove migliaia di persone possono giocarlo. In questo modo viene mobilitata una quantità di “capacità cerebrale umana”, come dicono i ricercatori, che permette di trovare in tempi relativamente rapidi la soluzione.

La “gamification” è stata già usata con successo in altri campi per studiare il ripiegamento delle proteine e dell’RNA e le mappatura dei neuroni (rispettivamente con i giochi Foldit, ETERNA ed EyeWire), ma da un po’ di tempo è stata applicata anche ai problemi della meccanica quantistica. (Qui il link alla piattaforma da cui si può accedere ai giochi.)

Nel caso descritto su “Nature”, il gioco si chiamava Quantum Moves ed è stato risolto grazie alla collaborazione di 10.000 giocatori che in 500.000 ore di gioco hanno trovato la soluzione ottimale che era sfuggita ai computer.

Gli autori hanno sviluppato Quantum Moves nel tentativo di risolvere un problema emerso nella progettazione di un computer quantistico basato su atomi intrappolati in un cristallo

artificiale generato da una serie di fasci laser. Le operazioni logiche eseguite dal computer quantistico corrispondono a spostamento degli atomi da queste loro trappole ottiche attraverso l’uso di “pinzette” laser. Le operazioni di calcolo quantistico devono però essere eseguite in modo molto rapido: più velocemente del tempo che lo stato quantico del sistema impiega a perdere le sue proprietà quantistiche. Qual è la strategia di movimento migliore, se si deve tenere conto anche di alcune altre limitazioni che i ricercatori hanno tradotto in altrettante regole di gioco?

Jens Jakob Sørensen e colleghi hanno dimostrato che le soluzioni trovate dai giocatori superano decisamente le strategie più note che finora erano state messe a punto dai computer. I giocatori hanno quindi identificato le impostazioni “di gioco” necessarie per ottimizzare le operazioni di logica quantistica di base. “I giocatori risolvono un problema molto complesso con la creazione di strategie semplici . Mentre un computer esamina tutte le opzioni disponibili, i giocatori cercano automaticamente una soluzione che sentono intuitivamente buona”, spiega Sørensen.
Ma non solo: “Attraverso la nostra analisi abbiamo scoperto che ci sono caratteristiche comuni nelle soluzioni dei giocatori, e questo ci fornisce l’opportunità di gettare uno sguardo sulla ‘intuizione condivisa’ dell’umanità. Se riusciremo a insegnare ai computer a riconoscere queste buone soluzioni, i loro calcoli saranno molto più veloci. In un certo senso stiamo facendo un download della nostra intuizione comune sul computer.”

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