量子计算,重构AI的算法和思路

量子计算是另一个维度的突破,它与传统计算模式都不一样。量子不是一个物理粒子,而是指通过技术手段让微小的粒子(如电子、光子等)或者电路系统形成量子态,从而同时处于多个状态,构成一个量子比特(qbit)。然后进一步地,通过让多个量子比特纠缠在一起,就可以进行大规模的并发计算,同时计算非常多的状态组合。例如,如果有50个量子比特纠缠在一起,那么计算系统就可以同时表示250个状态。所谓的量子霸权(quantum supremacy)就是指在某个领域,量子计算拥有的能力远远超过经典计算。如今,在业界发展的前沿,已经有50~100个量子比特可以用来做计算,做一些模拟,但是还不能说达到了量子霸权。另外,量子比特的纠错能力仍需要提高,量子计算的系统目前并不稳定,难以提供足够长的量子纠缠时间来执行有价值的任务。虽然量子计算距离商业化使用还很远,但我们不可小看它的潜力。

作为少数几家拥有量子计算芯片的科技公司之一,英特尔公司专注于开发具备商业可行性的量子计算机,这就需要将量子比特的质量提高到新的水平。我们已经成功制造出一块49量子比特的超导芯片(见图1-6),这意味着我们能够将量子处理单元(QPU)集成到系统当中,并利用这套系统构建一切需要的元件,最终实现各量子比特之间的同时协作,以提高效率及可扩展性。我们正在努力创建一套真正可行的量子系统,确保其能够由实验室环境下的50量子比特扩展至商业系统所需要的数百万量子比特。在这个领域,实际可用最重要,而不应仅仅关注量子比特个数的提升。

图1-6 量子芯片

量子计算的诱人之处在于:第一,它具有超大规模的并行计算能力;第二,利用量子计算的模型去重构人工智能的算法,会产生非常大的突破,这种解决问题的思路与现在使用经典计算机的思路完全不一样。我们可以期待,机器的学习能力和处理不确定性的能力会有突破性的进展。