US-Preis für heraus­ra­gende Pu­bli­kation

Innsbrucker Physiker um Hans Briegel präsentierten im vergangenen Jahr gemeinsam mit der Wiener Gruppe um Anton Zeilinger ein lernfähiges Computerprogramm, das eigenständig Quantenexperimente entwerfen kann. Diese Forschungsarbeit wird nun mit dem Cozzarelli-Preis der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) ausgezeichnet.
Illustration Quantenagent
Bild: Aus optischen Elementen wie diesem Strahlteiler kann ein von österreichischen Physikern entwickelter künstlicher Agent neue physikalische Experimente entwerfen. (Credit: Harald Ritsch)

Die renommierte Fachzeitschrift PNAS der US-amerikanischen Akademie der Wissenschaften zeichnet jedes Jahr die besten wissenschaftlichen Arbeiten aus, die im Vorjahr in der Zeitschrift publiziert worden sind. Die Auswahl der besonders originellen und exzellenten Arbeiten trifft die Redaktionsleitung der Zeitschrift. In diesem Jahr wählte sie aus den 3.200 erschienenen Artikeln sechs Arbeiten aus, darunter in der Kategorie Physik und Mathematik den Beitrag von österreichischen Physikern zu einem lernfähigen Computerprogramm, das eigenständig Experimente für die Quantenforschung entwickeln kann. Dazu nutzten die Physiker ein von der Gruppe um Hans Briegel an der Universität Innsbruck entwickeltes Modell für künstliche Intelligenz (Projektive Simulation), das einer Maschine einfache Formen kreativen Verhaltens ermöglicht. Das Gedächtnis dieser autonomen Maschine speichert viele einzelne Erfahrungsfragmente, die netzwerkartig miteinander verbunden sind. Ist die Maschine mit einem bestimmten Ereignis konfrontiert, werden in einer Zufallsbewegung damit zusammenhängende Erinnerungen abgerufen. Sowohl aus Erfolg als auch aus Misserfolg lernt die Maschine und passt ihr Netzwerk entsprechend an. Gleichzeitig kann sie selbst neue Szenarien entwerfen und diese ausprobieren. In dem konkreten Projekt ließen die Forscher den künstlichen Agenten auf einem virtuellen Labortisch Zehntausende von Experimenten ausführen. Eine Analyse der Ergebnisse ergab, dass sich im Gedächtnis der Maschine bestimmte Strukturen entwickelten. Einige dieser Strukturen waren den Physikern bereits als nützliche Werkzeuge aus modernen quantenoptischen Labors bekannt. Andere waren völlig neu und könnten in Zukunft im Labor zum Einsatz kommen.

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