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量子计算又和人工智能扯上了什么关系?

量子计算无论是在学术期刊上,还在普通报纸杂志上,如今成为相当热门经常常被谈到的话题,那到底量子计算是什么?为什么量子计算比经典的计算机能够快那么多,这些问题对大多数人来讲,还很神秘。

作者:张存来源:IT168|2018-01-02 08:23

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量子计算无论是在学术期刊上,还在普通报纸杂志上,如今成为相当热门经常常被谈到的话题,那到底量子计算是什么?为什么量子计算比经典的计算机能够快那么多,这些问题对大多数人来讲,还很神秘。

标准的计算机使用比特来处理问题和信息,而量子计算机使用的是量子比特,能够同时储存和处理多比特的信息。专家们认为这种量子计算机能够从许多方面给科学界带来好处,但是主要还是人工智能领域,量子计算机破译问题的能力能够带来新形式的人工智能。

近日,IBM发布消息称已经构建成功50量子比特的量子计算处理器的样机,将使用在下一代的IBM Q系统中,提供给客户,IBM的量子计算和人工智能研究部门的负责人Dario Gil在接受纽约时报采访时称,此前,全世界还没有一家公司可以在这样的尺度上构建一个量子计算机,与传统计算机相比,量子计算机能够达到惊人的计算能力。

据悉,量子计算的处理能力会随着量子位的增加而指数增加,这个增长速度能够超越人类数据增长速度。像 D-Wave 2X 这样的 1000 位量子计算系统,能同时搜索 2∧1000 个可能的方案,具备超大体量计算的能力,符合人工智能开启全面数据学习的算力要求。一旦成功研制出商业上可行的量子计算机,能在几秒钟内完成今天计算机几千年的计算量。人工智能,特别是依赖大规模数据处理的机器学习技术,将大大受益于量子计算,从而产生无限可能。

人工智能要运用到大量的数据接收和处理,但 0 和 1 的经典计算却始终只能进行单一向计算,给人工智能的深度发展带来了巨大不便。而在量子计算的法则下,量子叠加性使并行运算成为现实,系统能通过并行计算不断学习处理之前从未遇到的新数据,给人工智能不断实现自我进化提供了近乎「水和空气」的基础。在解决复杂数据集问题时,量子计算的优势将更加显著。量子计算能够同时访问数据库中的所有项,搜索庞大未分类的数据集,并以极快的速度发现规律或异常。如果利用经典计算机遍历搜索,则会非常耗费时间,一旦数据集过大则很有可能永远都算不完。

自去年IBM推出5量子位的先进计算机以来,IBM在量子计算机领域一路高歌猛进。今年3月份,IBM就曾对外宣布,今年要推出全球第一个商业化量子计算云服务:IBM Q。这也是全球第一个收费的量子计算云服务系统。

而最近的两大进展包括首款上线的IBM Q系统将配备20量子比特处理器,同时在超导量子比特设计、连接性和应用开发包方面都将有所改善。该系统的一致性时间(Coherence times,即可用于执行量子计算的时间量)平均可达90微秒,居业界首位,而且允许高保真的量子运算。同时IBM还成功构建并测量了具有类似性能指标的50量子比特原型处理器。这款新的处理器扩展了20量子比特架构,将会在下一代IBM Q系统中使用。

由于量子计算机处理能力比当前传统超级计算机高几个数量级。因此,许多人认为,量子计算机将完成以前被认为是不可能完成的任务,例如模拟化学催化剂、建立超级复杂系统的模型、破解加密密码等。但迄今为止,这些公司开发的量子计算机处理能力不够强大或不够精确,在运行大多数任务时不足以超过传统计算机。

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