12 月 21 日消息，據(jù)科技媒體 Interesting Engineering 今天報(bào)道，美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)博士 Alexander DeRieux 最近推出一種新框架，有望讓機(jī)器人、無(wú)人機(jī)在沒(méi)有信號(hào)的情況下也能通信。

電腦 / 手機(jī)發(fā)送的每一條電子郵件、短信或數(shù)據(jù)包背后都要求信息穿越開放的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，但在自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)或大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中斷期間，這些數(shù)據(jù)包很有可能被攔截，甚至完全阻斷。

幾十年來(lái)，工程師們一直試圖讓通信過(guò)程變得更加安全，可問(wèn)題是，目前所有傳統(tǒng)通信系統(tǒng)依然依賴電纜、無(wú)線電波或衛(wèi)星。

并且，無(wú)人機(jī)集群、機(jī)器人小隊(duì)等多智能體 AI 系統(tǒng)通常依賴持續(xù)的無(wú)線通信，但在野火現(xiàn)場(chǎng)或?yàn)?zāi)害區(qū)域，這些信號(hào)往往會(huì)丟失或遭到干擾，導(dǎo)致集群無(wú)法正常運(yùn)作。

弗吉尼亞理工大學(xué)的研究人員由此提出了一個(gè)天馬行空的設(shè)想：機(jī)器能否在不發(fā)送任何信息的情況下實(shí)現(xiàn)信息共享？

研究人員首先引入了量子糾纏。具體來(lái)說(shuō)，這是一種物理現(xiàn)象，兩個(gè)粒子（IT之家注：如量子比特）可以在特定情況下形成深度關(guān)聯(lián)，其中一個(gè)發(fā)生變化，另一個(gè)也會(huì)隨之改變，不受距離的影響，依賴粒子共享的量子態(tài)傳遞信息，不需要像無(wú)線電那樣向空間發(fā)送信號(hào)。

據(jù)介紹，這項(xiàng)新框架名為 eQMARL（entangled quantum multi-agent reinforcement learning，糾纏量子多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)），Alexander 博士對(duì)此解釋道：“我們本質(zhì)上是開發(fā)一套學(xué)習(xí)機(jī)制，利用量子糾纏這一現(xiàn)象，而且我們并不關(guān)心具體變化的內(nèi)容，只需要關(guān)注變化發(fā)生”。

這種學(xué)習(xí)方式允許機(jī)器不斷試錯(cuò)、根據(jù)環(huán)境反饋進(jìn)行調(diào)整，從而改進(jìn)自身行為。并且在 eQMARL 中，每個(gè)智能體都會(huì)被分配一個(gè)糾纏的量子比特，當(dāng)某個(gè)智能體觀察環(huán)境、接收感知信息或作出決策時(shí)，其內(nèi)部的量子比特狀態(tài)便會(huì)改變，并經(jīng)由糾纏現(xiàn)象傳遞給其他智能體內(nèi)部的量子比特。

同時(shí)，系統(tǒng)只需要知道“發(fā)生了變化”，并不需要了解具體改變信息，智能體可以通過(guò)對(duì)本地量子狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，就能在沒(méi)有任何直接數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下獲取來(lái)自集群的有效信息。

短期角度看，這項(xiàng)研究有望應(yīng)用于無(wú)人機(jī)集群滅火、機(jī)器人搜救坍塌建筑；從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，這一思路也指向一種完全繞開互聯(lián)網(wǎng)的超安全通信方式，可大幅降低黑客攻擊風(fēng)險(xiǎn)。

不過(guò)這種技術(shù)也存在明顯限制，目前大規(guī)模且穩(wěn)定的量子糾纏還很難走出實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)實(shí)可用的量子硬件在體積和可靠性方面也不足以投入實(shí)際應(yīng)用。

DeRieux 博士預(yù)計(jì)，人們可能還需要 10-15 年才能真正實(shí)現(xiàn)災(zāi)害救援無(wú)人機(jī)這樣的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景應(yīng)用。

目前研究團(tuán)隊(duì)還在繼續(xù)完善框架的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，在更貼近現(xiàn)實(shí)的條件下進(jìn)行測(cè)試。