前言：日前，阿里巴巴達摩院發(fā)布了2019十大科技趨勢預(yù)測。其中提到，由應(yīng)用驅(qū)動和技術(shù)驅(qū)動所帶來的Domain-specific 體系結(jié)構(gòu)的顛覆性改變，將加速人工智能甚至是量子計算黃金時代的到來。如今，量子計算已被視為科技行業(yè)中的前沿領(lǐng)域，IBM、谷歌、阿里巴巴、百度等科技巨頭相繼加大了在該領(lǐng)域的研發(fā)力度，而量子計算機的計算能力也將為人工智能的發(fā)展帶來變革。
阿里巴巴達摩院發(fā)布2019十大科技趨勢
近年來，量子計算技術(shù)無論是在理論還是應(yīng)用方面都取得了長足的進步。據(jù)業(yè)內(nèi)預(yù)計，量子計算將取得實質(zhì)性的突破，并將引發(fā)下一場科技革命。1月2日，阿里巴巴達摩院發(fā)布了2019十大科技趨勢。其中提到，基于FPGA、GPU、ASIC等計算芯片的異構(gòu)計算架構(gòu)，以及新型存儲器件的出現(xiàn)，已經(jīng)為傳統(tǒng)計算架構(gòu)的演進拉開了序幕。從過去以CPU為核心的通用計算而走向由應(yīng)用驅(qū)動(Application-driven) 和技術(shù)驅(qū)動(Technology-driven)所帶來的Domain-specific 體系結(jié)構(gòu)的顛覆性改變，將加速人工智能甚至是量子計算黃金時代的到來。
科技巨頭紛紛扎堆量子計算領(lǐng)域
當(dāng)前，量子計算已被視為科技行業(yè)中的前沿領(lǐng)域，海內(nèi)外科技巨頭公司相繼加大了在該領(lǐng)域的研發(fā)與商用探索的力度。
2015年7月，阿里云與中國科學(xué)院共同成立“中國科學(xué)院-阿里巴巴量子計算實驗室”，開展量子計算的前瞻性研究;
2017年11月，IBM宣布成功測試了一臺承載50量子比特的量子計算原型機;
2017年12月，騰訊宣布成立量子實驗室，開始網(wǎng)羅量子相關(guān)的算法、通訊、量子物理等方面的人才;
2018年3月，谷歌推出了一款承載72量子比特的芯片;
同年3月，百度宣布成立量子計算研究所，開展量子計算軟件和信息技術(shù)應(yīng)用業(yè)務(wù)研究。
為什么這些科技企業(yè)如此熱衷于量子計算領(lǐng)域的研究呢？
什么是量子計算？
說到量子計算首先要講一下量子力學(xué)的概念。量子力學(xué)是研究物質(zhì)世界微觀粒子運動規(guī)律的物理學(xué)分支，它和相對論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。量子力學(xué)指出，世界的運行并不確定，我們最多只能預(yù)測各種結(jié)果出現(xiàn)的概率;一個物體可以同時處于兩個相互矛盾的狀態(tài)中。量子計算就是一種遵循量子力學(xué)的規(guī)律調(diào)控數(shù)據(jù)的過程。
量子計算的發(fā)展將給人工智能帶來巨大的提升
通常來講，人工智能發(fā)展的三大基石分別為：大數(shù)據(jù)、算法以及計算能力。事實上，隨著數(shù)據(jù)信息爆發(fā)式的發(fā)展，計算能力或?qū)⒊蔀槲磥砣斯ぶ悄馨l(fā)展的最大障礙。
隨著全球的數(shù)據(jù)總量的飛速增長，互聯(lián)網(wǎng)時代下的大數(shù)據(jù)高速積累，每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有計算能力已經(jīng)嚴(yán)重不匹配。IDC數(shù)字宇宙報告顯示，全球絕大部分信息數(shù)據(jù)產(chǎn)生于近幾年，數(shù)據(jù)總量正在以指數(shù)形式增長。根據(jù)預(yù)測，到2020年，均攤到我們每個人身上的數(shù)據(jù)量將有5247GB之多;約有30%的數(shù)據(jù)，即超過13000EB(1EB=1073741824GB)的數(shù)據(jù)將具有大數(shù)據(jù)價值?；谀壳暗挠嬎隳芰?，在如此龐大的數(shù)據(jù)面前，人工智能的訓(xùn)練學(xué)習(xí)過程將變得相當(dāng)漫長，甚至無法實現(xiàn)最基本的人工智能，因為數(shù)據(jù)量已經(jīng)超出了內(nèi)存和處理器的承載上限，這極大限制了人工智能的發(fā)展，這就需要量子計算機來幫助我們處理未來海量的數(shù)據(jù)。
此外，就是熱耗散的問題，經(jīng)典計算機器件，熱耗散不可避免，而且集成度越高，熱耗越嚴(yán)重。但對于量子計算機來說，原理上保持可逆計算，沒有熱耗散，它可以在里面自循環(huán)，沒有熱耗散也遵從量子力學(xué)規(guī)律。
量子計算能夠讓人工智能加速，一個億億次的經(jīng)典計算需要一百年，但用一個萬億次的量子計算可能只0.01秒的時間。量子計算機將重新定義什么才是真正的超級計算能力。同時，量子計算機也將有可能解決人工智能快速發(fā)展帶來的能源問題。
業(yè)界普遍認(rèn)為量子計算將有可能給人工智能帶來變革性的變化。目前，量子計算被主要應(yīng)用于機器學(xué)習(xí)提速，基于量子硬件的機器學(xué)習(xí)算法，加速優(yōu)化算法和提高優(yōu)化效果。根據(jù)Dario Gil(IBM的首席運營官及人工智能和量子計算副總裁)發(fā)表文章，量子計算實驗和研究將在2019年崛起，同時還有關(guān)于量子如何在培訓(xùn)和運行人工智能模型中發(fā)揮作用的新研究。
寫在最后：
量子計算機的計算能力將為人工智能發(fā)展提供革命性的變化，使人工智能的學(xué)習(xí)能力和處理速度實現(xiàn)指數(shù)級加速，能夠輕松應(yīng)對大數(shù)據(jù)時代的挑戰(zhàn)。
我們有理由相信，在未來的五到十年，人工智能在量子計算的作用下，將會為我們開啟一個全新的時代!
