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人工智能再进步要靠量子计算

作者:所屬行業:发布时间:2018-10-15
来源:深圳商报 记者 陈姝

清华大学交叉信息研究院院长、图灵奖获得者,中科院院士姚期智昨日在“2018华为全联接大会”上发表主题演讲,谈及人工智能理论发展的新方向时表示,研究“量子+人工智能”会是推动未来人工智能再进步的一大方向。

在昨日会上,华为也发布量子计算模拟器,华为方面称,这标志着量子计算的研究和创新迈出关键一步,未来将持续在该领域进行投入。

人工智能再进步技术从哪来

姚期智表示,人工智能和机器学习的基础研究对未来科学发展和人类福祉有重大影响。要把人工智能和机器学习可视为一门自然科学,而智能和计算的极限,则涉及人工智能、脑科学和量子计算等多个领域。他指,人工智能在近几年得以快速发展,很大程度是得益于深度学习取得的进步,未来三至五年,深度学习仍然会带来很多新的技术或产品,但之后可能会饱和,那么人工智能下一波再进步的技术从哪里来?
人工智能再进步要靠量子计算
CFP供图

他说,一是要用计算机科学、信息论、统计物理学来探讨,要与不同领域的科学家一起解决。他举例说,从计算机科学的角度看深度学习,计算机算法的传统设计是先证明正确性再实施,深度学习虽然很强大,但却无法证明。

第二,人工智能与神经科学的关系,两者是否可以借鉴,能否有新的互动?他称,人工智能就像是一个“黑盒子”,科学家们还不能够解释现在的人工智能算法到底做了什么事情。因此需要改进人工智能,了解它的运行原理在哪儿。

第三是人工智能与量子技术的结合。量子是现代物理的重要概念,一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子。量子计算是一种颠覆性的未来计算技术,经典计算机需要耗时上万年的某些计算任务,量子计算机在几分钟甚至瞬间可完成。业界普遍预计,量子计算将有可能在人工智能、新材料设计、药物开发以及复杂优化调度等方向带来新的革命。

“量子人工智能,是不是终极学习机器?人工智能和量子计算机合并起来,对解决智能的问题,是否会比现在经典计算机做得更好?”姚期智认为,量子计算在人工智能有两个重要应用,一是“量子计算机+量子学习”可以达到指数加速,时间上的加速和空间上的压缩对人工智能来说一个很大的“诱惑”。其二,人工智能提出的观念,如果把一些架构变成量子物理的模型,可以做一些很想做而做不到的事情。

华为将持续投入

事实上,把人工智能和量子的技术结合进行研究国内外均已经展开,如美国宇航局与谷歌成立了联合量子人工智能实验室,微软也成立量子人工智能研究小组。姚期智称,清华大学交叉信息研究院在8年前也成立了量子人工智能研究中心,一是用于并行访问大数据的量子路由器,另一方面则是用于量子模拟的深层神经网络。
在昨日的大会上,华为也发布量子计算模拟器HiQ云服务平台,包括量子计算模拟器与基于模拟器开发的量子编程框架。华为称,它首次集成纠错量子电路模拟,可以实现数万量级量子比特的纠错电路模拟,性能是同类模拟器的5-15倍。

实际上,量子计算在硬件、软件、算法、系统等很多方面均有非常多的技术挑战,是一个复杂的系统工程,既需要硬件和操控系统的突破,也需要软件算法方面的突破。在量子计算硬件系统成熟之前,基于经典计算的模拟器在量子电路的仿真和调测、量子算法的研究和创新、应用软件的开发和验证上都将发挥重要作用,是量子计算研究和应用普及的必经之路。

华为量子计算软件与算法首席科学家翁文康博士表示:“量子计算是一种不同于经典计算的革命性计算技术,也是云计算面向未来的核心技术。量子算法为人工智能算法带来全新的视角,可启发出更好的经典算法,加速计算能力。”他说,华为推出量子计算模拟器HiQ云服务平台,标志着量子计算的研究和创新迈出关键一步,未来华为将持续在该领域进行投入。
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