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AI的朋友丨想和人工智能兩開花的量子計(jì)算

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AI的朋友丨想和人工智能兩開花的量子計(jì)算

回首剛剛過去的2018,如果讓我回答一個(gè)“科技產(chǎn)業(yè)怎么看”的問題。那答案應(yīng)該是這樣的:上看 AI ,下看IoT,近看5G,遠(yuǎn)看 量子計(jì)算 ,千萬不要看區(qū)塊鏈,因?yàn)樘珌y,看了容易上頭。

這里咱們按下年初不睡覺,年底大家一起回家補(bǔ)覺的區(qū)塊鏈暫且不提。需要注意的是,2018年雖然都說科技行業(yè)遇冷啊什么什么的,但對于量子計(jì)算來說,這絕對是一個(gè)充滿了驚喜的大年。

假如說 人工智能 需要一些“兄弟技術(shù)”的幫助,那么量子計(jì)算絕對是死黨那個(gè)級別的。 當(dāng)AI遇到量子計(jì)算,未來的某天絕對是“大鵬一日同風(fēng)起”。假如說今天的AI還在花果山招兵買馬,那么量子計(jì)算說不定哪天就會(huì)帶給AI大鬧天宮的機(jī)會(huì)。

說到大鬧天宮,就聯(lián)想到那個(gè)著名的句式……所以本文來和大家一起回顧一下,2018的量子計(jì)算是怎么跟AI一起兩開花的。

兩開花,兩開花

讓我們先來大概了解一下,AI和量子計(jì)算之間的聯(lián)系。

從邏輯上來說,AI改變的是計(jì)算的終極目標(biāo),顛覆了經(jīng)典計(jì)算的工作方式;而量子計(jì)算改變了計(jì)算的原理,顛覆了經(jīng)典計(jì)算的來源。他們倆一頭一尾構(gòu)成了計(jì)算科學(xué)未來的想象空間。而且毫無疑問, 二者在未來必然是相互支撐的:復(fù)雜的強(qiáng)AI需要龐大算力,當(dāng)經(jīng)典計(jì)算不足以支撐一個(gè)今天還無法想象的智能體時(shí),量子計(jì)算必須扛起這個(gè)重任。

姚期智院士有一個(gè)判斷,他認(rèn)為“如果能夠把量子計(jì)算和AI放在一起,我們可能做出連大自然都沒有想到的事情”。

如果說奪造化之神奇的那一天還很遠(yuǎn),那么近處的量子計(jì)算與AI耦合在2018年已經(jīng)陸續(xù)發(fā)生。比如谷歌人工智能量子團(tuán)隊(duì)在去年提出了QNN,即量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。他們認(rèn)為,這一網(wǎng)絡(luò)可以用量子計(jì)算的方式提升神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作效率,從而利用在AI上更快達(dá)成 量子霸權(quán) 。

AI的朋友丨想和人工智能兩開花的量子計(jì)算

而AI對量子計(jì)算的幫助,也在這一年里顯著增長,比如在量子噪音的對抗,以及對量子計(jì)算錯(cuò)誤率的計(jì)算上,大量深度學(xué)習(xí)算法開始參與其中。

總體來看,量子計(jì)算在未來的某一天與AI相遇,將可能是改變?nèi)祟悮v史走向的大事。而在剛剛過去的一年,這場相遇已經(jīng)開始了一點(diǎn)點(diǎn)暖場。

向著量子霸權(quán)沖鋒!

與AI的結(jié)合只是去年量子計(jì)算進(jìn)步的零星篇章,真正構(gòu)成年度主旋律的,是互聯(lián)網(wǎng)與科技公司紛紛重倉量子股,尤其在上半年,一度打出了量子計(jì)算的小高潮。

去年年初,IBM在此前宣布研發(fā)出了“支持50 個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)”之后,又公布了規(guī)模宏大的量子計(jì)算計(jì)劃IBM Q。這個(gè)計(jì)劃預(yù)計(jì)在四大洲建立區(qū)域中心,進(jìn)行國際化的量子計(jì)算研究。

而IBM的老對手英特爾,也在去年宣布量產(chǎn)了 49 量子比特的計(jì)算芯片,并強(qiáng)調(diào)該芯片已經(jīng)可以商用。

而縱觀2018,行業(yè)內(nèi)的頭號玩家谷歌依舊是量子計(jì)算戰(zhàn)場上最閃亮的那顆星。

去年3月份,谷歌公布了名為Bristlecone的芯片,并宣稱這款芯片可以支持72個(gè)量子比特的計(jì)算。谷歌相關(guān)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人John Martinis在當(dāng)時(shí)提出,Bristlecone已經(jīng)可以支持超越所有經(jīng)典計(jì)算的量子計(jì)算,并認(rèn)為年內(nèi)就會(huì)實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”。在下半年,谷歌宣布將與NASA合作,利用NASA的超級計(jì)算機(jī)測試Bristlecone的性能,為挑戰(zhàn)量子霸權(quán)做最后的調(diào)整。

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科技巨頭們的努力,都是面向一個(gè)目標(biāo):達(dá)成量子計(jì)算可以超越人類最強(qiáng)大超級計(jì)算機(jī)的挑戰(zhàn),從而實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)“。

這條路還在繼續(xù),今年我們或許會(huì)看到越來越多的量子比特?cái)?shù)被攻克,當(dāng)然量子計(jì)算的絕對霸權(quán)或許還有很長的路要走。

逐漸成型的中國量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)

2018年,另一個(gè)值得矚目的量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)趨勢,在于中國量子計(jì)算勢力強(qiáng)勢刷存在感。

當(dāng)然了,動(dòng)輒天價(jià)投入的量子計(jì)算目前還是巨頭的玩物,在2018,華為與BAT相繼亮出了自己的量子計(jì)算戰(zhàn)略,并在人才、科研等配套領(lǐng)域開始了資源部署。

走得最快的是阿里。繼2017年宣布量子計(jì)算戰(zhàn)略之后,在去年5月,達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室施堯耘團(tuán)隊(duì)宣布研發(fā)成功了量子電路模擬器“太章“,成功模擬了81比特40層的隨機(jī)量子電路,在當(dāng)時(shí)的量子計(jì)算模擬器當(dāng)中是世界最優(yōu)。

隨后,百度和騰訊也在年內(nèi)陸續(xù)宣布了量子計(jì)算研究計(jì)劃,公布了相關(guān)研究團(tuán)隊(duì),并在量子計(jì)算安全等領(lǐng)域制定了商用路線。

在10月,華為公布了量子計(jì)算模擬器HiQ,其能夠模擬42量子比特電路,量子糾錯(cuò)模擬數(shù)十萬量子比特電路。這將中國科技巨頭的量子之路又推進(jìn)了一步。

此外,中科院潘建偉院士團(tuán)隊(duì)在過去一年中展示了不少新成果,浪潮等計(jì)算科技企業(yè)加強(qiáng)了對量子計(jì)算方向的投入。各地方政府在量子計(jì)算規(guī)劃下培養(yǎng)起了量子相關(guān)方向的創(chuàng)業(yè)企業(yè)。

加上量子研究基地、新的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室紛紛上馬,中國的量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)在2018年逐漸完善出了清晰、立體化的產(chǎn)業(yè)格局。

這是一場中國面孔不會(huì)再錯(cuò)過的游戲。下一步,或許屬于中國品牌的量子計(jì)算機(jī)。

搶占“量子資源”的新一輪科技競賽

過去一年,另一個(gè)量子計(jì)算的相關(guān)趨勢,來源于與政治經(jīng)濟(jì)格局的緊密相關(guān)。

我們都知道,量子計(jì)算可以看作是今天計(jì)算資源的無限擴(kuò)大,而這種資源進(jìn)化可能性,對于國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)來說顯然是戰(zhàn)略性的。在量子計(jì)算越來越成熟的今天,國家層面的量子布局甚至爭搶,也開始趨近白熱化。

剛剛過去的12月,美國國會(huì)宣布通過了一項(xiàng)旨在加強(qiáng)美國量子計(jì)算領(lǐng)域領(lǐng)先地位的法案,特朗普即將簽署生效。這項(xiàng)法案包含建設(shè)國家級量子計(jì)算項(xiàng)目、確保量子計(jì)算技術(shù)不外流等多個(gè)方面。美國科技媒體一致認(rèn)為,這項(xiàng)法案在國際貿(mào)易局勢的背景下,將可能把發(fā)展量子計(jì)算置于美國頭等大事的位置。

美國政府直接參與量子計(jì)算布局,在這兩年呈現(xiàn)愈演愈烈的趨勢。相關(guān)技術(shù)的禁止出口等級也直線上升。很顯然,新一輪的科技競賽已經(jīng)被美國拉開了大幕。

這一背景下,2018年中國、歐盟、英國、加拿大、日本都開始大手筆投入量子計(jì)算布局。到了2019年,很大概率上我們可以想見量子計(jì)算會(huì)散發(fā)出更多競爭甚至火藥的味道。然而在一項(xiàng)基礎(chǔ)科技開始成熟時(shí),這或許也是國際格局下必然生長出的結(jié)果。

換個(gè)視角看,過去一年國際量子計(jì)算的科研協(xié)同也在加強(qiáng)。 比如8月份有媒體報(bào)導(dǎo),中國科研團(tuán)隊(duì)參與的國際量子計(jì)算項(xiàng)目,利用硅光子集成技術(shù)開發(fā)出一款通用光量子計(jì)算芯片,這是推動(dòng)光量子計(jì)算機(jī)大規(guī)模實(shí)用化的重要一步。

2018年,AI日思夜想的好朋友量子計(jì)算,已經(jīng)在到來之路上展示出了清晰的身影。而且這個(gè)不凡的名字剛一上場就卷起了不少風(fēng)云。有理由相信,2019年的量子計(jì)算會(huì)有更多進(jìn)展,甚至一些爆炸性新聞也在醞釀當(dāng)中。但是歸根結(jié)底,量子計(jì)算還是一項(xiàng)相對樂觀的長期科技。

山遙路遠(yuǎn),但篤定相逢便是榮幸。

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