Tim peneliti internasional telah mengidentifikasi mitra kuantum untuk aturan Bayes.
Kemungkinan Anda mengatur suatu acara dipengaruhi oleh apa yang Anda yakini tentang kondisi sekitarnya. Ini adalah prinsip dasar aturan Bayes, metode untuk menghitung probabilitas yang pertama kali diperkenalkan pada 1763. Sekelompok ilmuwan internasional sekarang telah menunjukkan bagaimana aturan ini juga berlaku dalam domain fisika kuantum.
“Saya akan mengatakan itu adalah terobosan dalam fisika matematika,” kata Profesor Valerio Scarani, wakil direktur dan penyelidik utama di Center for Quantum Technologies, dan anggota tim. Kolega penulis tentang karya yang diterbitkan di Surat Ulasan Fisik adalah Asisten Profesor Ge Bai di Universitas Sains dan Teknologi Hong Kong di Cina, dan Profesor Francesco Buscemi Universitas Nagoya di Jepang.
“Aturan Bayes telah membantu kami membuat tebakan yang lebih cerdas selama 250 tahun. Sekarang kami telah mengajarkan beberapa trik kuantum,” kata Prof. Buscemi.
Sementara para peneliti di depan mereka telah mengusulkan analog kuantum untuk aturan Bayes, mereka adalah yang pertama mendapatkan aturan kuantum Bayes dari prinsip -prinsip dasar.
Probabilitas bersyarat
Aturan Bayes mengambil namanya dari Thomas Bayes, yang pertama kali menggambarkan probabilitas bersyarat di 'Esai untuk menyelesaikan masalah dalam doktrin peluang '.
Bayangkan situasi di mana seseorang menerima tes flu positif. Mereka mungkin mencurigai penyakit ini, tetapi hasil tes mengubah cara mereka menilai kondisi mereka. Aturan Bayes menawarkan kerangka kerja untuk menghitung kemungkinan flu yang menyumbang tidak hanya untuk hasil tes dan kemungkinan kesalahan tetapi juga untuk asumsi orang sebelumnya.
Aturan ini memperlakukan probabilitas sebagai ukuran kepercayaan pada kemungkinan suatu peristiwa. Perspektif ini kontroversial, karena beberapa ahli statistik berpendapat bahwa probabilitas harus mewakili sesuatu yang “obyektif” daripada berdasarkan kepercayaan. Namun, ketika pengetahuan dan asumsi sebelumnya penting, aturan Bayes berfungsi sebagai alat penalaran yang diterima secara luas. Untuk alasan ini, ini penting dalam bidang mulai dari kedokteran dan meteorologi hingga ilmu data dan Pembelajaran Mesin.
Prinsip Perubahan Minimum
Saat menghitung probabilitas dengan aturan Bayes, prinsip perubahan minimum dipatuhi. Secara matematis, prinsip perubahan minimum meminimalkan jarak antara distribusi probabilitas bersama dari keyakinan awal dan baru. Secara intuitif, ini adalah gagasan bahwa untuk setiap informasi baru, kepercayaan diri diperbarui dengan cara terkecil yang kompatibel dengan fakta baru. Dalam kasus tes flu, misalnya, tes negatif tidak akan menyiratkan bahwa orang tersebut sehat, tetapi lebih cenderung memiliki flu.
Dalam pekerjaan mereka, Prof. Scarani, yang juga dari Departemen Fisika Nus, Asst Prof. Bai, dan Prof. Buscemi dimulai dengan analog kuantum dengan prinsip perubahan minimum. Mereka mengukur perubahan dalam hal loyalitas kuantum, yang merupakan ukuran kedekatan antara kondisi kuantum.
Para peneliti selalu berpikir bahwa aturan kuantum Bayes harus ada di sana karena status kuantum mendefinisikan probabilitas. Misalnya, keadaan kuantum suatu partikel memberikan probabilitasnya untuk ditemukan di lokasi yang berbeda. Tujuannya adalah untuk menentukan semua kondisi kuantum, tetapi partikel hanya ditemukan di satu lokasi ketika pengukuran dilakukan. Informasi baru ini kemudian akan memperbarui kepercayaan diri, meningkatkan probabilitas di sekitar lokasi itu.
Turunkan Aturan Bayes Quantum
Tim memperoleh aturan kuantum Bayes mereka dengan memaksimalkan kesetiaan antara dua objek yang mewakili proses canggih dan terbalik, dalam analogi dengan distribusi probabilitas dengan klasik. Memaksimalkan kesetiaan setara dengan meminimalkan perubahan. Mereka menemukan bahwa dalam beberapa kasus persamaan mereka cocok dengan peta pemulihan Petz, yang diusulkan oleh Dénes Petz pada 1980 -an dan kemudian diidentifikasi sebagai salah satu kandidat yang paling mungkin untuk aturan kuantum Bayes hanya berdasarkan propertinya.
“Ini adalah pertama kalinya kami memperolehnya dari prinsip yang lebih tinggi, yang dapat divalidasi untuk menggunakan peta petz,” kata Prof. Scarani. Petz Map memiliki aplikasi potensial Komputasi kuantum Untuk tugas -tugas seperti koreksi kesalahan kuantum dan pembelajaran mesin. Tim berencana untuk mengeksplorasi apakah menerapkan prinsip perubahan minimum untuk langkah -langkah kuantum lainnya dapat mengungkapkan solusi lainnya.
Referensi: “Ruit Quantum Bayes dan Petz Transpose Map dari Prinsip Perubahan Minimum” oleh Ge Bai, Francesco Buscemi dan Valeriio Scarani, 28 Agustus 2025, Surat Ulasan Fisik.
Dua: 10.1103/5n4p-bxhm
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
