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预见未来丨CCF YOCSEF深圳最新论坛分享:当量子计算遇见AI

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亿欧
余欣婷
2019-04-24 · 12:07
[ 亿欧导读 ] 4月23日,由深圳CCF YOCSEF深圳与鹏程实验室联合主办的“中国量子人工智能科技论坛”主题论坛在深圳鹏城实验室举办,亿欧受邀参与报道。
鹏城实验室,量子比特,量子计算,人工智能,大数据 图片来自“亿欧网”

当前,量子计算与人工智能的结合成为科技界与学界的超级热点。英伟达CEO黄仁勋近年来曾多次在公开场合提出“摩尔定律已经结束”这一观点,若无法找到新材料,半导体行业发展的瓶颈将影响未来科技行业的进程,而量子计算近年来的快速发展为未来科技的发展提供了新的解决思路。

4月23日,由深圳CCF YOCSEF深圳与鹏程实验室联合主办的“中国量子人工智能科技论坛”主题论坛在深圳鹏城实验室举办,本次论坛的执行主席为平安科技联邦学习团队负责人、深圳市金融智能机器人研究中心常务副主任、平安科技副总工程师王健宗及鹏城实验室量子计算研究中心高级工程师邹均庭。此外,2018-2019CCF YOCSEF深圳年度主席卢昱明,南方科技大学物理系副教授、量子科学与工程研究院副研究员鲁大为,平安科技人工智能产品经理、量子人工智能项目组核心成员何安珣,鹏程实验室副研究员袁淦钊作为特邀嘉宾出席论坛,亿欧受邀参与报导。

量子计算的前世今生,当物理学预见人工智能

南方科技大学物理系副教授、量子科学与工程研究院副研究员鲁大为带来了题为“从薛定谔的猫到量子计算”的主题分享,深入浅出地讲解了量子计算的“前世今生”。

想要了解量子计算,不得不提到量子力学,这门学科是描述微观物质,解释微观现象的理论,与相对论一起被称为现代物理学的两大基本支柱。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。该理论形成于20世纪初期,爱因斯坦、波尔、波恩、薛定谔、海森堡、迪拉克等著名物理学家都为量子力学发展做出了伟大的贡献,而且该学科彻底改变了人们对于物质结构及其相互作用的认识。

那么量子力学又是如何与量子计算联系起来的呢?

这里不得不提及叠加态。这是量子力学中个一个基本原理,是指一个量子系统的几个量子态归一化线性组合后得到的状态。而量子计算则是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模型,其基本原理是以量子比特作为信息编码和存储的基本单元,通过大量量子比特的受控演化来完成计算任务。量子力学态叠加原理使得量子信息单元的状态可以处于多种可能性的叠加状态,从而导致量子信息处理从效率上相比于经典信息处理具有更大潜力

众所周知,人工智能发展的三大基石离不开大数据、算法以及计算能力。目前,数据信息正处于爆发式增长的状态,实则对计算能力提出了更高的要求。文章开头其实有提到,现阶段大家普遍认为留给摩尔定律的时间已经不多了,量子计算无疑为处理未来海量数据找到了新的解决方式。

平安科技人工智能产品经理、量子人工智能项目组核心成员何安珣做了“浅析量子计算与人工智能”的分享报告,从量子计算的基础,谈及了该学科的发展历程和现状。

何安珣介绍,量子计算具有两种特性,其一是指数特性:在量子系统中,信息存储在在它的单个数据单位——量子比特(qubit)中,而量子比特具有指数特征,1qubit能储存|0>、|1>两个数据,2qubits能储存|00>、|01>、|10>、|11>四个数据……并以2的N次方式进行叠加;另外就是可逆性:量子计算机所遵从的薛定谔方程是可逆的,不会出现非可逆操作。熵增原理导致的量子效用耗能很小,正是提高量子计算运算能力的物理基础。

而正是因为这样,量子计算的效率和计算能力比经典计算强。量子计算能够给计算机轮毂带来颠覆性的改变,为物联网、气象预测、金融、人工智能等领域带来重大变化,尤其是在金融安全与区块链领域。

但值得关注的是,量子计算但仍有几大问题没有得到突破,因此在产业化的道路上还需要业界的共同努力。

争夺战略高地,中国的量子计算布局

量子计算的发展为人工智能的未来提供了无限想象,目前世界主流国家纷纷提早布局,抢占发展先机。欧盟早在2008年时便启动了量子通信技术的标准化研究,并在2010年通过《量子信息处理和通信:欧洲研究现状、愿景与目标战略报告》,提出未来十年内重点发展量子中继和卫星量子通信;美国国防部在2012年将“量子信息和量子调控”列为六大颠覆性的基础研究领域之一,而目前美国各联邦政府机构对量子信息技术的资助力度约为每年2亿美金。谷歌、微软、IBM、英特尔等科技巨头同样纷纷在此领域进行布局,强占未来先机。

而中国现阶段也非常重视量子计算的发展,学界和产业界都在抓紧脚步研发,并且频繁传来令人振奋的好消息。

2017年,中科大和浙江大学联合宣布基于超导量子计算方案实现了10位量子比特的纠缠操控;同年中科大还报道了基于波色子采样的光量子计算机研究成果;同年10月,清华大学、阿里巴巴和本源量子各自发布了基于不同物理体系的量子计算云平台。

而在产业界,阿里巴巴的布局较早,2015年便联合中国科学院设立了“中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室”,并于2018年2月联合中科院发布了具备11比特的云介入超导量子计算服务的量子计算云平台,2018年5月,阿里巴巴达摩院量子实验室宣称研发出了量子计算电路模拟器“太章”。

华为在2018年10月发布量子计算模拟器HiQ云服务平台,宣称最大可提供42量子比特模拟服务,平安也于今年组建了量子人工智能项目组。

本次论坛执行主席、平安科技联邦学习团队负责人、深圳市金融智能机器人研究中心常务副主任、平安科技副总工程师王健宗对亿欧表示,作为一名在人工智能领域有数十载经验的研究者与从业者,我认为随着量子计算研究的进一步发展,一定能够为未来科技创造出更多新的价值,与人工智能结合也一定是未来的发展趋势。

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