量子计算如何成为AI的“兄弟技术”?

钛媒体脑极体2019-01-07 10:20科技控
有理由相信,2019年的量子计算会有更多进展,甚至一些爆炸性新闻也在酝酿当中。但是归根结底,量子计算还是一项相对乐观的长期科技。

回首刚刚过去的2018,如果让我回答一个“科技产业怎么看”的问题。那答案应该是这样的:上看AI,下看IoT,近看5G,远看量子计算。

这里咱们按下年初不睡觉,年底大家一起回家补觉的区块链暂且不提。需要注意的是,2018年虽然都说科技行业遇冷啊什么什么的,但对于量子计算来说,这绝对是一个充满了惊喜的大年。

假如说人工智能需要一些“兄弟技术”的帮助,那么量子计算绝对是死党那个级别的。当AI遇到量子计算,未来的某天绝对是“大鹏一日同风起”。假如说今天的AI还在花果山招兵买马,那么量子计算说不定哪天就会带给AI大闹天宫的机会。

两开花,两开花

让我们先来大概了解一下,AI和量子计算这哥俩为什么可以合作。

从逻辑上来说,AI改变的是计算的终极目标,颠覆了经典计算的工作方式;而量子计算改变了计算的原理,颠覆了经典计算的来源。他们俩一头一尾构成了计算科学未来的想象空间。而且毫无疑问,二者在未来必然是相互支撑的:复杂的强AI需要庞大算力,当经典计算不足以支撑一个今天还无法想象的智能体时,量子计算必须扛起这个重任。

姚期智院士有一个判断,他认为“如果能够把量子计算和AI放在一起,我们可能做出连大自然都没有想到的事情”。

如果说夺造化之神奇的那一天还很远,那么近处的量子计算与AI耦合在2018年已经陆续发生。比如谷歌人工智能量子团队在去年提出了QNN,即量子神经网络模型。他们认为,这一网络可以用量子计算的方式提升神经网络的工作效率,从而利用在AI上更快达成量子霸权。

而AI对量子计算的帮助,也在这一年里显著增长,比如在量子噪音的对抗,以及对量子计算错误率的计算上,大量深度学习算法开始参与其中。

总体来看,量子计算在未来的某一天与AI相遇,将可能是改变人类历史走向的大事。而在刚刚过去的一年,这场相遇已经开始了一点点暖场。

向着量子霸权冲锋!

与AI的结合只是去年量子计算进步的零星篇章,真正构成年度主旋律的,是互联网与科技公司纷纷重仓量子股,尤其在上半年,一度打出了量子计算的小高潮。

去年年初,IBM在此前宣布研发出了“支持50 个量子比特的计算机”之后,又公布了规模宏大的量子计算计划IBM Q。这个计划预计在四大洲建立区域中心,进行国际化的量子计算研究。

而IBM的老对手英特尔,也在去年宣布量产了 49 量子比特的计算芯片,并强调该芯片已经可以商用。

而纵观2018,行业内的头号玩家谷歌依旧是量子计算战场上最闪亮的那颗星。

去年3月份,谷歌公布了名为Bristlecone的芯片,并宣称这款芯片可以支持72个量子比特的计算。谷歌相关团队负责人John Martinis在当时提出,Bristlecone已经可以支持超越所有经典计算的量子计算,并认为年内就会实现“量子霸权”。在下半年,谷歌宣布将与NASA合作,利用NASA的超级计算机测试Bristlecone的性能,为挑战量子霸权做最后的调整。

科技巨头们的努力,都是面向一个目标:达成量子计算可以超越人类最强大超级计算机的挑战,从而实现“量子霸权“。

这条路还在继续,今年我们或许会看到越来越多的量子比特数被攻克,当然量子计算的绝对霸权或许还有很长的路要走。

逐渐成型的中国量子计算产业

2018年,另一个值得瞩目的量子计算产业趋势,在于中国量子计算势力强势刷存在感。

当然了,动辄天价投入的量子计算目前还是巨头的玩物,在2018,华为与BAT相继亮出了自己的量子计算战略,并在人才、科研等配套领域开始了资源部署。

走得最快的是阿里。继2017年宣布量子计算战略之后,在去年5月,达摩院量子实验室施尧耘团队宣布研发成功了量子电路模拟器“太章“,成功模拟了81比特40层的随机量子电路,在当时的量子计算模拟器当中是世界最优。

随后,百度和腾讯也在年内陆续宣布了量子计算研究计划,公布了相关研究团队,并在量子计算安全等领域制定了商用路线。

在10月,华为公布了量子计算模拟器HiQ,其能够模拟42量子比特电路,量子纠错模拟数十万量子比特电路。这将中国科技巨头的量子之路又推进了一步。

此外,中科院潘建伟院士团队在过去一年中展示了不少新成果,浪潮等计算科技企业加强了对量子计算方向的投入。各地方政府在量子计算规划下培养起了量子相关方向的创业企业。

加上量子研究基地、新的量子计算实验室纷纷上马,中国的量子计算产业在2018年逐渐完善出了清晰、立体化的产业格局。

这是一场中国面孔不会再错过的游戏。下一步,或许属于中国品牌的量子计算机。

抢占“量子资源”的新一轮科技竞赛

过去一年,另一个量子计算的相关趋势,来源于与政治经济格局的紧密相关。

我们都知道,量子计算可以看作是今天计算资源的无限扩大,而这种资源进化可能性,对于国家和地区经济来说显然是战略性的。在量子计算越来越成熟的今天,国家层面的量子布局甚至争抢,也开始趋近白热化。

刚刚过去的12月,美国国会宣布通过了一项旨在加强美国量子计算领域领先地位的法案,特朗普即将签署生效。这项法案包含建设国家级量子计算项目、确保量子计算技术不外流等多个方面。美国科技媒体一致认为,这项法案在国际贸易局势的背景下,将可能把发展量子计算置于美国头等大事的位置。

美国政府直接参与量子计算布局,在这两年呈现愈演愈烈的趋势。相关技术的禁止出口等级也直线上升。很显然,新一轮的科技竞赛已经被美国拉开了大幕。

这一背景下,2018年中国、欧盟、英国、加拿大、日本都开始大手笔投入量子计算布局。到了2019年,很大概率上我们可以想见量子计算会散发出更多竞争甚至火药的味道。然而在一项基础科技开始成熟时,这或许也是国际格局下必然生长出的结果。

换个视角看,过去一年国际量子计算的科研协同也在加强。比如8月份有媒体报导,中国科研团队参与的国际量子计算项目,利用硅光子集成技术开发出一款通用光量子计算芯片,这是推动光量子计算机大规模实用化的重要一步。

2018年,AI日思夜想的好朋友量子计算,已经在到来之路上展示出了清晰的身影。而且这个不凡的名字刚一上场就卷起了不少风云。有理由相信,2019年的量子计算会有更多进展,甚至一些爆炸性新闻也在酝酿当中。但是归根结底,量子计算还是一项相对乐观的长期科技。

山遥路远,但笃定相逢便是荣幸。

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