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量子计算与人工智能之间有什么联系?

Yesky天极新闻 2019. 01. 03 作者:yu 责编:于欣靓
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  【天极网网络频道】前言:日前,阿里巴巴达摩院发布了2019十大科技趋势预测。其中提到,由应用驱动和技术驱动所带来的Domain-specific 体系结构的颠覆性改变,将加速人工智能甚至是量子计算黄金时代的到来。如今,量子计算已被视为科技行业中的前沿领域,IBM、谷歌、阿里巴巴、百度等科技巨头相继加大了在该领域的研发力度,而量子计算机的计算能力也将为人工智能的发展带来变革。

阿里巴巴达摩院发布2019十大科技趋势

  近年来,量子计算技术无论是在理论还是应用方面都取得了长足的进步。据业内预计,量子计算将取得实质性的突破,并将引发下一场科技革命。1月2日,阿里巴巴达摩院发布了2019十大科技趋势。其中提到,基于FPGA、GPU、ASIC等计算芯片的异构计算架构,以及新型存储器件的出现,已经为传统计算架构的演进拉开了序幕。从过去以CPU为核心的通用计算而走向由应用驱动(Application-driven) 和技术驱动(Technology-driven)所带来的Domain-specific 体系结构的颠覆性改变,将加速人工智能甚至是量子计算黄金时代的到来。

  科技巨头纷纷扎堆量子计算领域

  当前,量子计算已被视为科技行业中的前沿领域,海内外科技巨头公司相继加大了在该领域的研发与商用探索的力度。

  2015年7月,阿里云与中国科学院共同成立“中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室”,开展量子计算的前瞻性研究;

  2017年11月,IBM宣布成功测试了一台承载50量子比特的量子计算原型机;

  2017年12月,腾讯宣布成立量子实验室,开始网罗量子相关的算法、通讯、量子物理等方面的人才;

  2018年3月,谷歌推出了一款承载72量子比特的芯片;

  同年3月,百度宣布成立量子计算研究所,开展量子计算软件和信息技术应用业务研究。

  为什么这些科技企业如此热衷于量子计算领域的研究呢?

  什么是量子计算?

  说到量子计算首先要讲一下量子力学的概念。量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,它和相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学指出,世界的运行并不确定,我们最多只能预测各种结果出现的概率;一个物体可以同时处于两个相互矛盾的状态中。量子计算就是一种遵循量子力学的规律调控数据的过程。

  量子计算的发展将给人工智能带来巨大的提升

  通常来讲,人工智能发展的三大基石分别为:大数据、算法以及计算能力。事实上,随着数据信息爆发式的发展,计算能力或将成为未来人工智能发展的最大障碍。

  随着全球的数据总量的飞速增长,互联网时代下的大数据高速积累,每天产生的数据与现有计算能力已经严重不匹配。IDC数字宇宙报告显示,全球绝大部分信息数据产生于近几年,数据总量正在以指数形式增长。根据预测,到2020年,均摊到我们每个人身上的数据量将有5247GB之多;约有30%的数据,即超过13000EB(1EB=1073741824GB)的数据将具有大数据价值。基于目前的计算能力,在如此庞大的数据面前,人工智能的训练学习过程将变得相当漫长,甚至无法实现最基本的人工智能,因为数据量已经超出了内存和处理器的承载上限,这极大限制了人工智能的发展,这就需要量子计算机来帮助我们处理未来海量的数据。

  此外,就是热耗散的问题,经典计算机器件,热耗散不可避免,而且集成度越高,热耗越严重。但对于量子计算机来说,原理上保持可逆计算,没有热耗散,它可以在里面自循环,没有热耗散也遵从量子力学规律。

  量子计算能够让人工智能加速,一个亿亿次的经典计算需要一百年,但用一个万亿次的量子计算可能只0.01秒的时间。量子计算机将重新定义什么才是真正的超级计算能力。同时,量子计算机也将有可能解决人工智能快速发展带来的能源问题。

  业界普遍认为量子计算将有可能给人工智能带来变革性的变化。目前,量子计算被主要应用于机器学习提速,基于量子硬件的机器学习算法,加速优化算法和提高优化效果。根据Dario Gil(IBM的首席运营官及人工智能和量子计算副总裁)发表文章,量子计算实验和研究将在2019年崛起,同时还有关于量子如何在培训和运行人工智能模型中发挥作用的新研究。

  写在最后:

  量子计算机的计算能力将为人工智能发展提供革命性的变化,使人工智能的学习能力和处理速度实现指数级加速,能够轻松应对大数据时代的挑战。

  我们有理由相信,在未来的五到十年,人工智能在量子计算的作用下,将会为我们开启一个全新的时代!

作者:yu责任编辑:于欣靓)
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