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人工智能與量子計算攜手 量子機(jī)器學(xué)習(xí)未來潛力有多大 二維碼
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人工智能與量子計算攜手 量子機(jī)器學(xué)習(xí)未來潛力有多大基于機(jī)器學(xué)習(xí)的人工智能和量子計算機(jī)可謂技術(shù)界的兩大熱門研究領(lǐng)域。它們攜手組成的“夢之隊”被科學(xué)家稱為量子機(jī)器學(xué)習(xí)。英國《自然》雜志網(wǎng)站在近日的報道中指出,科學(xué)家正在探索這個未來計算聯(lián)盟的潛力,也試圖洞悉其將在多大程度上改變或者重塑科學(xué)的面貌。 引各方科技企業(yè)關(guān)注 包括谷歌和IBM等在內(nèi)的老牌科技巨頭,以及位于美國加州的Rigetti和馬里蘭州的IonQ等初創(chuàng)公司,都在研究量子機(jī)器學(xué)習(xí)的潛力。 從事學(xué)術(shù)研究的科學(xué)家對此也興趣盎然。歐洲核子研究中心(CERN)的科學(xué)家是量子機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的先驅(qū)者。他們已使用機(jī)器學(xué)習(xí)尋找大型強(qiáng)子對撞機(jī)生成的數(shù)據(jù)中的某些亞原子粒子的“蛛絲馬跡”。CERN量子計算和機(jī)器學(xué)習(xí)研究小組負(fù)責(zé)人、物理學(xué)家索菲亞·瓦萊科薩表示,他們希望使用量子計算機(jī)來加快或改進(jìn)經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)模型。 科學(xué)家試圖回答一個大問題:在某些情況下,量子機(jī)器學(xué)習(xí)是否比經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)更具優(yōu)勢?理論表明,對于模擬分子或?qū)ふ掖笳麛?shù)的素數(shù)等任務(wù),量子計算機(jī)可提升計算速度。但研究人員仍然缺乏足夠證據(jù),證明機(jī)器學(xué)習(xí)也能如此。不過,有些科學(xué)家指出,即使無法提升運算速度,量子機(jī)器學(xué)習(xí)也可發(fā)現(xiàn)經(jīng)典計算機(jī)遺漏的某些模式。還有一些研究人員則重點關(guān)注將量子機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于某些量子現(xiàn)象。 美國麻省理工學(xué)院物理學(xué)家阿拉姆·哈鞣表示,在量子機(jī)器學(xué)習(xí)的所有擬議應(yīng)用中,這是“具有相當(dāng)明顯量子優(yōu)勢的領(lǐng)域”。 量子算法并非萬能 在過去20年里,量子計算研究人員開發(fā)了大量量子算法,這些算法理論上可提高機(jī)器學(xué)習(xí)的效率。2008年,哈鞣等人攜手發(fā)明了一種量子算法,該算法在求解大型線性方程組方面比經(jīng)典計算機(jī)快數(shù)倍。 但在某些情況下,量子算法的表現(xiàn)并沒有那么出色。2018年,18歲的計算機(jī)科學(xué)家唐乙文發(fā)明了一個新的可在傳統(tǒng)計算機(jī)上運行并完成計算的推薦算法。這種算法與之前的推薦算法相比,實現(xiàn)了指數(shù)級加速,并擊敗了2016年設(shè)計的一種量子機(jī)器學(xué)習(xí)算法。 唐乙文表示,對于任何有關(guān)量子算法可加速機(jī)器學(xué)習(xí)的說法,她秉持“非常懷疑”的態(tài)度。 不過,運算速度并非是評判量子算法優(yōu)劣的**標(biāo)準(zhǔn)。有跡象表明,由機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動的量子人工智能系統(tǒng)可學(xué)會識別出數(shù)據(jù)中的模式,而經(jīng)典的人工智能系統(tǒng)會錯過這些模式。德國電子同步加速器研究所(DESY)粒子物理實驗室的卡爾·詹森解釋稱,這可能是因為量子糾纏在量子比特之間,從而讓數(shù)據(jù)之間建立了關(guān)聯(lián),而經(jīng)典算法很難檢測出這些關(guān)聯(lián)。 如何更好發(fā)揮作用 如何讓量子機(jī)器學(xué)習(xí)更好發(fā)揮作用?科學(xué)家目前想到的解決辦法是:對處于量子狀態(tài)的數(shù)據(jù)使用量子機(jī)器學(xué)習(xí)算法,可避開將經(jīng)典數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為量子態(tài)這一過程。 科學(xué)家將這些量子態(tài)直接加載到量子計算機(jī)的量子比特上,然后使用量子機(jī)器學(xué)習(xí)來發(fā)現(xiàn)模式,而無需與經(jīng)典系統(tǒng)產(chǎn)生交集。 麻省理工學(xué)院物理學(xué)家在谷歌Sycamore量子計算機(jī)上對此進(jìn)行了原理驗證實驗。他們用一些量子比特模擬一種抽象材料的行為,處理器的另一部分隨后從這些量子比特中獲取信息,并使用量子機(jī)器學(xué)習(xí)對其進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn),這項技術(shù)測量和分析數(shù)據(jù)的速度比傳統(tǒng)方法快很多。 研究人員指出,充分收集和分析量子數(shù)據(jù),可使物理學(xué)家解決經(jīng)典測量只能間接回答的問題。如某種材料是否處于特定的量子態(tài),從而使其成為超導(dǎo)體。 詹森指出,粒子物理學(xué)家也在研究使用量子傳感器處理未來粒子對撞機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。相距遙遠(yuǎn)的天文臺也可使用量子傳感器收集數(shù)據(jù),并通過未來的“量子互聯(lián)網(wǎng)”傳輸?shù)街醒雽嶒炇遥诹孔佑嬎銠C(jī)上進(jìn)行處理。 如果這種量子傳感應(yīng)用被證明是成功的,那么量子機(jī)器學(xué)習(xí)就可在這些實驗的測量結(jié)果,以及分析由此產(chǎn)生的量子數(shù)據(jù)方面發(fā)揮作用。 上海自動化儀表三廠www.shhyb3c.com上海儀表三廠?上海自三廠 上海自動化儀表四廠www.shhzy4.com上海儀表四廠?上海自儀四廠 上海自動化儀表廠www.sh-saic.net上海自動化儀表有限公司? 轉(zhuǎn)載內(nèi)容,不代表本站觀點,如有侵權(quán)請聯(lián)系工作人員刪除。 |