Yapay Zeka Günü – 1 >> Robot bilim insanı atomları lazerle kontrol etti

Avustralyalı araştırmacılar atomlar üzerinde lazer fizik deneyleri yapan robot bilim insanı geliştirdiler. Bugün fizik bilimi insanların doğrudan deney yapmasının imkansız olduğu mikroskobik kuantum dünyasında ilerliyor. Oysa deneylerde toplanan büyük miktarda veriyi işlemek insan gücünü aşıyor.

Yeni yapay zeka ise süper soğutulmuş atomlar üzerinde çalışıyor ve kuantum ışınlama ile kuantum bilgisayar geliştirmekte kullanılacak olan son derece hassas deneyler yapıyor.

İlgili yazı: Hyundai Giyilebilir Robot Üretti >> Dış iskelet ile süper işçi çağı başlıyor

 

Kuantum zekaya doğru

Kuantum fiziğinin en gizemli özelliği dolanıklık. Heisenberg’in belirsizlik ilkesinden kaynaklanan dolanıklığı görmek için atomları veya fotonlar gibi değer parçacıkları çevreden tümüyle yalıtmak gerekiyor. İki parçacık dolanıklığa sokulduğunda birinde yapılan değişiklik anında diğerini etkiliyor.

Bilim insanları dolanıklık olgusundan yararlanarak kuantum ışınlama ve kuantum bilgisayar deneyleri yapıyor. Ancak bunun için atomları son derece hassas bir şekilde kontrol etmeleri gerekiyor. Üstelik Heisenberg’in belirsizlik ilkesi yüzünden bunu yapmaları çok zor.

İlgili yazı: IBM Kuantum Bilgisayar Yaptı >> İnternette üniversitelerin kullanımına açtı

 

Adı üstünde: belirsizlik

Atomlar ve atomaltı parçacıklar o kadar hassas ki bunları ölçmek ve gözlemlemek için resmini çekmek bile parçacıkların değişmesine yol açıyor. Ancak, dolanıklık özelliğinin görülmesi ve bunun kuantum ışınlamada kullanılması için çevreden izole edilmiş atomları bir şekilde bozmadan incelemek şart!

Süper soğutma

İlk bakışta çelişkili bu durumu başarmanın nispeten kolay yollarından biri de atomları neredeyse mutlak sıfıra kadar soğutmak (-273 derece). Fizikçiler bu tür soğutulmuş atom bulutlarına Bose-Einstein Yoğuşması adını veriyor.

Süper soğuk atom bulutlarındaki atomlar çok hareketsiz olduğu için birbiriyle dolanık hale geliyor ve bu nedenle de atom bulutu aslında tek bir dev atom gibi davranıyor. Bu da atomaltı dünyayı gözetlemeyi kolaylaştırıyor.

 

Robot bilim insanı

Bilim insanları Bose-Einstein Yoğuşmasını incelemek için özel bir lazer robotu üretti. Bu robot lazer ışınlarını kullanarak atom bulutunu inceleyecekti. Öte yandan, sistem çok hassas olduğu için insanların bilgisayar yardımıyla bile robotu doğru kullanamayacaklarını anladılar. Böylece robotu çalıştıracak özel bir yazılım geliştirdiler.

Yazılımın adı yok

Ortada bir yazılım var ama fizikçiler buna ticari marka gibi havalı bir ad vermediler. Yine de robotu tek başına bıraktıklarında en tecrübeli bilim insanlarından daha iyi deney yaptığını gördüler!

Akıllı robot, lazer ışınlarını insanların aklına gelmeyen yöntemlerle kontrol ederek Bose-Einstein Yoğuşmasına yöneltti. Böylece Evren’deki en soğuk ortamlardan birini, yani mutlak sıfırdan sadece 1 derecenin milyarda biri kadar daha sıcak olan atom bulutunu dikkatle araştırdı.

İlgili yazı: İnsanlar mı robot oluyor, robotlar mı insana dönüşüyor?

 

Neden zor?

Heisenberg’in belirsizlik ilkesi nedeniyle bu tür atom bulutları son derece hassas. Öyle ki yanından geçen bir köpeğin ihmal edilebilecek kadar zayıf yerçekimi alanından, ayak sarsıntısından ve dünyanın manyetik alanındaki küçük değişikliklerden bile etkileniyorlar.

Nobel ödüllü deneyi tekrarladı

Bose-Einstein Yoğuşması deneylerini geliştirmek üç fizikçinin uzun yıllarını aldı ve bu başarıları sayesinde 2001’de Nobel ödülü aldılar. Ancak, onlardan sonra gelen genç Avustralyalı fizikçiler aynı deneyi bir saatten kısa sürede tekrarlayan lazerli robot yazılımı geliştirdiler.¹

Yeni robot her seferinde deney yapmanın daha iyi bir yolunu buldu ve dışarıdan hiçbir talimat almadığı halde kendi tekniğini değiştirdi. Örneğin, bir lazerin gücünü kısarken diğerinin altını açtı ve frekans ölçeğini değiştirerek lazerlerin birbirini telafi etmesini sağladı.

Proje üzerinde çalışan takım liderlerinden Michael Hush süper soğuk atom bulutlarıyla şaşırtıcı keşifler yapabileceğimizi söylüyor: “Yerçekimini ölçen ve araba bagajına sığacak kadar küçük olan bir araç yapabilirsiniz. Hatta bu aracın yapay zekası deney sistemini sürekli kalibre edebilir ve arızaları onarabilir.”

İlgili yazı: Atomları dünya gözüyle görmek >> Atom mikroskobu ve kuantum ışınlama

 

Kuantum ışınlama ve diğer buluşlar

Bilim insanları kuantum bilgisayarlardan kuantum ışınlamaya kadar pek çok noktayı Bose-Einstein Yoğuşmasıyla araştırıyor. Oysa robot bilim insanı bir anlamda bütün bunlardan çok daha önemli olan, devrimsel nitelikteki bir buluş.

Bugün insanlar kadar zeki robotlar yok, ama elimizde bazı bilimsel deneyleri insanlardan iyi yapan robotlar var ve bu robotlar bilimin gidişini kökten değiştirebilir. Nasıl derseniz:

Günümüzde Evren’i doğuran büyük patlamadan önce ne vardı, ilk kütleçekim dalgaları uzaya nasıl yayıldı, protonları oluşturan kuarklardan daha küçük parçacıklar var mı gibi temel kuantum ve evrenbilim sorularını merak ediyoruz.

Gelgelelim elimizdeki deney aygıtları bu sorulara cevap verecek kadar hassas değiller. Bu yüzden sadece görebildiğimiz dünyaya bakıp dolaylı sonuçlar çıkarmaya çalışıyoruz. Bunun için de teorilerdeki formülleri test eden bilgisayar simülasyonları yapıyoruz.

İlgili yazı: Her Şeyin Teorisi

 

Bilimsel düşüncenin sonu

Oysa bazı fizikçiler genç kuşağın artık klasik anlamda bilim yapmadığını düşünüyor. Sonuçta bilimsel düşünce deney ve gözlemlere dayalı olduğu halde, biz son 50 yıldır pek doğrudan deney ve gözlem yapabiliyoruz. Sonuçta uzak galaksileri görmek için teleskoplar, kuantum dünyası için mikroskoplar ve hesap yapmak için bilgisayarlara gerek var. Robot bilim insanı işte bu açıdan hem devrimsel hem de yıkıcı bir gelişme.

Bakalım robot bilim insanları teorilerimizi gerçekten kanıtlayabilecek bilimsel buluşlar yapabilecek mi? Peki, bu durumda bilimsel araştırmaları insanların elinden alıp robotlara vermiş olmayacak mıyız? O zaman da robotların dediğine inanmak zorunda kalmayacak mıyız? (Gerçi salt fikir beyan etmeyecekler, kanıt da sunacaklar ama bu kanıtları elde ettikleri deneyleri de onlar yapacaklar.)

Özetle yapay zeka bize yeni bilimsel araştırmaların kapısını açabilir veya tersine, bağımsız bilim yapma imkanımızı tümüyle elimizden alabilir. İnsanları yok edeceğinden korkulan süper zeka gelirken bunlar önemli sorular.

Belli ki robot bilim insanları çözdüğü sorulardan daha fazla soruya yol açacak. Yapay Zeka Günü dizimizin ikinci bölümü olan Robot Ressamlar yazısında bu konuyu dijital sanatlar açısından ele alıyoruz.

¹Fast machine-learning online optimization of ultra-cold-atom experiments — P. B. Wigley, P. J. Everitt, A. van den Hengel, J. W. Bastian, M. A. Sooriyabandara, G. D. McDonald, K. S. Hardman, C. D. Quinlivan, P. Manju, C. C. N. Kuhn, I. R. Petersen, A. N. Luiten, J. J. Hope, N. P. Robins & M. R. Hush Scientific Reports 6, Article number: 25890 (2016) doi:10.1038/srep25890