Forscher entwickeln KI-Agenten zur automatischen Abstimmung quantenparametrischer Verstärker

In einem abgedunkelten Raum irgendwo auf dem Campus der University of Washington in Seattle dreht ein hochqualifizierter Physiker an einem Regler – misst dann, und dreht dann erneut, möglicherweise stundenlang. Das Gerät am anderen Ende des Abstimmknopfs hat einen sperrigen Namen: ein quantenrauschbegrenzter parametrischer Verstärker. Dies ist die entscheidende Komponente, die das unvorstellbar schwache Signal eines Detektors für Dunkle Materie aufnimmt und es laut genug macht, um es im Radiofrequenzspektrum zu hören.

Genauso wie ein Musiker den Klang einer Gitarre verstärkt, damit ein Zuschauer in der letzten Reihe eines Konzerts die Musik hören kann, verwenden Physiker diese spezialisierten Verstärker, um schwache Signale von Quantencomputern und Detektoren für Dunkle Materie sowie anderen empfindlichen elektronischen Geräten zu hören. Auf einen Bruchteil eines Grades über dem absoluten Nullpunkt abgekühlt, verstärken diese Verstärker Signale, während sie fast kein eigenes Rauschen hinzufügen.

Die Verstärker sind zudem, in den Worten des Physikers Christian Boutan vom Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), „berüchtigt dafür, schwierig abzustimmen zu sein“.

Boutan glaubt, eine Lösung zu haben: den Einsatz eines KI-Agenten, der sich selbst darauf trainiert, den Verstärker ohne menschliches Eingreifen automatisch abzustimmen. Dies soll die Totzeiten bei der Suche nach Axion-Dunkler-Materie und beim Quantencomputing auf Basis supraleitender Qubits reduzieren sowie Zeit für hochqualifizierte Physiker gewinnen, damit diese ihre Ausbildung produktiver nutzen können.