Una red neuronal artificial con IA para hacer experimentos científicos

El éxito de los avances científicos se basa, sobre todo, en sus experimentos. Estos son la clave para poder descubrir las posibles aplicaciones de un nuevo desarrollo o descubrimiento. Por ello, investigadores de la Universidad Nacional de Australia (ANU) han desarrollado una inteligencia artificial que ayudará a los equipos a optimizar y acelerar sus experimentos.

El grupo de Ciencia Cuántica de ANU quería construir una red de comunicación cuántica con inteligencia artificial para ayudar a los investigadores a realizar sus experimentos. Estas redes se basan en el cerebro humano y permiten que las computadoras "aprendan" a realizar tareas.

“Usamos inteligencia artificial para controlar una gran cantidad de entradas a nuestro experimento, las diferentes configuraciones de campo magnético y láser, para buscar las mejores condiciones experimentales posibles”, explica Geoff Campbell, becario postdoctoral del Centro de Computación Cuántica y Tecnología de la Comunicación.

Durante sus experimentos, en muchas ocasiones, los investigadores “solo pueden hacer conjeturas basadas en nuestra comprensión de lo que funciona mejor, pero la inteligencia artificial es mejor que nosotros”.

Así, por ejemplo, para comprobar su sistema, estos investigadores han capturado átomos a temperaturas muy frías. Estos átomos fríos son una parte importante de la nueva tecnología, ya que actúan como sensores de precisión y relojes atómicos. Con esta investigación han demostrado el potencial de la inteligencia artificial para optimizar los sistemas atómicos fríos. 

De hecho, la solución encontrada por la inteligencia artificial puede atrapar el doble de átomos fríos en la mitad del tiempo. “La IA en nuestro experimento encontró una solución que es altamente efectiva y desafía nuestra intuición. Probablemente si estuvieran 100 estudiantes trabajando durante 100 años nunca encontrarían esta solución”, subraya el profesor asociado Ben Buchler.

“Nuestro principal objetivo en la investigación es desarrollar un repetidor cuántico, un dispositivo que se pueda usar para enviar información cuántica a largas distancias. Para que funcione, necesitamos atrapar la mayor cantidad posible de átomos fríos. La dificultad es que es casi imposible construir un modelo completo de cómo los átomos interactúan entre sí, por lo que necesitamos optimizar el experimento por prueba y error. La IA nos permite hacerlo de manera más efectiva”.

Si bien esta inteligencia artificial se usó para una tarea específica, los investigadores confían en que podría tener aplicaciones mucho más amplias. “La IA se está utilizando en un número cada vez mayor de funciones, desde la optimización del rendimiento de nuestros dispositivos móviles hasta el análisis de datos a gran escala", puntualiza el profesor Ping Koy Lam.

En opinión de este profesor del Centro de Computación Cuántica y Tecnología de la Comunicación de la ANU, “solo se volverá más común a medida que se convierta en una herramienta general que pueda liberar a los científicos de la tediosa optimización de las configuraciones experimentales en el laboratorio”.

Por ello, el equipo de investigación cree que el programa podría usarse para mejorar una variedad de experimentos con muchos parámetros de entrada, no solo en el campo de la información cuántica. Mirando más allá de la investigación pura, señala que también podría tener un gran impacto en los procesos industriales y de fabricación al aumentar la eficiencia y reducir los costes.