Een nieuwe wetenschappelijke publicatie stelt voor om quantummechanica te gebruiken om de kans op het detecteren van onwaarschijnlijke, maar impactvolle gebeurtenissen in computersimulaties te vergroten.
Het voorspellen van extreme gebeurtenissen vormt een grote uitdaging voor traditionele simulatiemodellen. Veel kritieke scenario's ontstaan namelijk uit een opeenvolging van stappen die op zichzelf plausibel zijn, maar waarvan de totale combinatie zeer onwaarschijnlijk is. Denk hierbij aan lokale apparatuurfalingen die escaleren tot een grootschalige stroomuitval, of weersafwijkingen die samen leiden tot een extreem natuurverschijnsel. Omdat deze sequenties een lage waarschijnlijkheid hebben, worden ze in standaard simulaties zelden waargenomen.
Amplitudeversterking voor zeldzame gebeurtenissen
In een recent onderzoek getiteld "Quantum amplification of improbable futures", gepubliceerd op 29 oktober 2026, beschrijft onderzoeker Peter Maurice Catt hoe quantummechanica deze odds kan beïnvloeden. Volgens de publicatie op arxiv.org kan ideale amplitudeversterking de kans verhogen om dergelijke zeldzame toekomsten te trekken, terwijl de relatieve waarschijnlijkheden tussen deze scenario's behouden blijven.
Om dit aan te tonen, analyseerde de onderzoeker een proces met vijf toestanden over zes stappen. In dit model bleken 13.888 van de 15.625 mogelijke toekomsten "zeldzaam", hoewel ze gezamenlijk slechts ongeveer één op de 40 trekkingen vertegenwoordigden. Door gebruik te maken van het Qiskit-framework van IBM en vier gesimuleerde rondes, kon het aandeel van de getrokken zeldzame toekomsten worden verhoogd van 2,5% naar 98,0%.
Testen op quantumhardware
De theorie werd verder getest op de Kingston quantumcomputer van IBM. Hierbij werd een referentiecircuit van twee stappen gebruikt om zeldzame toekomsten uit een vooraf berekende lijst te markeren. Volgens de resultaten op trok dit circuit deze scenario's in 68,4% van de gevallen, tegenover 43,5% voor de controlegroep. Echter, bij een uitbreiding naar drie stappen — wat ongeveer 1.170 twee-qubit gates vereist — keerde het voorspelde signaal van teken om.
Omdat de waarschijnlijkheden in dit specifieke model bekend zijn, konden alle resultaten worden getoetst aan exacte waarden. De uiteindelijke doelgroep voor dit mechanisme zijn simulators waarbij de waarschijnlijkheden juist moeilijk te berekenen zijn, zoals modellen voor financiële markten, epidemieën en het klimaat.
Bredere context van voorspelbaarheid en quantummodellen
Het werk van Catt sluit aan bij een breder onderzoek naar de grenzen van predictie. Op de website theknowablefuture.com wordt dieper ingegaan op het concept 'forecastability' (voorspelbaarheid), gedefinieerd als de predictieve informatie die een bepaalde set gegevens draagt over een toekomstige waarde. Dit onderzoek richt zich op de computationele methoden om mogelijke toekomsten te verkennen en de informatie-theoretische representatie van voorspellingen.
Daarnaast is er in de wetenschappelijke gemeenschap bredere interesse in hoe quantummodellen complexe processen kunnen implementeren. Zo beschrijft een artikel via nlnih.gov hoe een quantummodel van nature de 'path integral' kan implementeren die nodig is voor real-time planning en controle binnen het kader van bewuste actieve inferentie.
Terwijl sommige theoretici, zoals besproken op selfawarepatterns.com, zich richten op de interpretatie van quantummechanica — zoals de Everett-theorie of de 'many worlds'-interpretatie — richt het werk van Catt zich op de praktische toepassing van quantumalgoritmen om blinde vlekken in risicoanalyse en simulaties weg te nemen. Door de focus te verleggen van wat waarschijnlijk is naar wat consequential is, biedt deze methode een potentieel nieuw instrument voor crisisbeheersing en strategische planning.