人工智能为什么需要量子计算？

发布时间：2023-09-25 14:35:44 所属栏目：动态来源：

导读：当前，量子计算和人工智能已然成为科技领域炙手可热的话题。

一方面，随着ChatGPT的爆发，人工智能“奇点”临近，作为引领这一轮科技革命以及这一轮产业变革的战略性技术，人工智能被认为是推动经济社会

当前，量子计算和人工智能已然成为科技领域炙手可热的话题。

一方面，随着ChatGPT的爆发，人工智能“奇点”临近，作为引领这一轮科技革命以及这一轮产业变革的战略性技术，人工智能被认为是推动经济社会发展的新引擎。

另一方面，量子计算也逐渐成为推动数字社会进步的另一把利器。与当前科学界的一些改良性技术相比，量子计算在算力提升方面具有颠覆性作用，它颠覆的，是目前占据主流地位的电子计算，即传统、主流的计算机，还是以电子作为基本的载体。可以说，量子计算本身，就是数字科技的核心内容之一，是推动数字经济时代的核心力量。

计算机的发展中晶体管越做越小，中间的阻隔也变得越来越薄。在3纳米时，只有十几个原子阻隔。在微观体系下，电子会发生量子的隧穿效应，不能很精准表示“0”和“1”，这也就是通常说的摩尔定律碰到天花板的原因。尽管当前研究人员也提出了更换材料以增强晶体管内阻隔的设想，但客观的事实是，无论用什么材料，都无法阻止电子隧穿效应。

作为未来算力跨越式发展的重要探索方向，量子计算具备在原理上远超经典计算的强大并行计算潜力。基于量子的叠加特性，量子计算就像是算力领域的“5G”，它带来“快”的同时带来的也绝非速度本身的变化。

在强大的运算能力下，量子计算机有能力迅速完成电子计算机无法完成的计算，量子计算机在算力上带来的成长，可能会彻底打破当前AI大模型的算力限制，促进AI的再一次跃升。
现今已知的最高效的古典演算法远远落后于许多量子演算法，而这些演算法只有在特定的量子环境下方能得到实行。

将AI与基于量子力学的量子计算机结合时，这些问题可能在瞬间得到解决，因为量子计算机能够识别出传统计算机难以捕捉的数据模式。也就是说，量子计算技术的进步能够进一步增强机器学习的效率，从而实现更高质量的泛化能力，这种量子计算机和机器学习的交汇，也被称为量子人工智能（QAI）。

实际上，量子计算领域的一些最重要的工作就是创建模拟各种量子系统的算法，这些系统从激光技术到化工医学无所不包。这些量子算法将在很大的程度上超过类似的传奇计算，而为量子理论赋予超强的数据处理能力。

量子算法除了有量子计算机的无限潜力，更重要的应用是与人工智能结合，特别是与深度学习相结合。目前，具有代表性的成果包括Google公司在2020年提出的Tensorflow Quantum（TFQ）框架，这是一个用于量子机器学习的软件框架，它允许对混合量子经典机器学习模型进行快速原型设计。

可以想象，当量子算法真正投入人工智能领域使用，商业、行政、工程等领域一些最令人沮丧的、棘手的问题都将迎刃而解。在未来，结合AI和量子计算的力量，我们有望实现更高效的导航系统、更先进的自动化技术。在这个过程中，人类必须学会利用新技术，以便更好地理解我们周围的世界。这就是为什么我们需要一个新的工具。

（编辑：汽车网）

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