量子計算能夠量級加速人工智慧的發展

PSI內容合夥人發表於2016-01-25

IBM超級計算機沃森的CTO近期談起了認知計算和量子計算的「自然協同作用」(NBC報導)

根據美國這家軟體巨頭公司的高管表示,擁有大型處理能力的量子計算機與類似IBM沃森一樣的認知計算系統相結合能夠帶來人工智慧的巨大前進。 

IBM沃森的技術長Rob High在巴黎舉辦的Hello Tomorrow大會上接受英國《國際財經時報》採訪時提到認知計算與量子計算之間有著「非常自然的協同作用」,並表示他希望有一天能夠看到沃森在量子系統上執行。 量子計算機以量子位(quantum bits)取代了資料通訊中所用的傳統位元位,即量子位元(qubits)。從醫學到星際旅遊,它的潛力可擴充套件到許多領域。 量子位元以疊加狀態存在,意味著可以同時存在兩種狀態,而不是像傳統位元位那樣只限於二進位制狀態。 

「我希望看見一個量子沃森。」他說到,「IBM研究室正在研究下一代計算方式,我無法給出確切的數字,但是『量子沃森』應該比現在所用的系統有更加強大的能力。」 「認知計算和量子計算大大背離了傳統形式的資訊計算,除此之外,要實現其協同作用,意味著認知計算所採用的越來越複雜的邏輯策略需要更加強大且有效的計算架構。」 IBM沃森超級計算機在2011年首次面世,成為第一個在電視遊戲節目《Jeopardy!》中打敗人類的電腦選手。 

幾年過去,IBM與其他公司將沃森的巨大計算能力應用於不同地方,從配合醫生工作到研發癌症患者的治療計劃,以及幫助媒體整合溫網比賽統計資料。

量子沃森?

IBM還沒有宣佈用沃森整合量子計算機的計劃,但是軟體巨頭最近釋出了一個新的超導晶片,這是量子計算機研究道路上一個必不可少的技術。 

新型晶片代表了量子計算機研究的一大跳躍發展,首次將量子位元與二維網格結合。這對於製造實際的機器來說非常重要,然而量子計算機真正能夠得以實現的那一天還很遠。 NASA、谷歌與CIA也是研究量子計算機的公司與組織,英國政府也宣佈透過國家量子技術專案( UK National Quantum Technology Programme),向量子技術的研發投入2.7億英鎊(4.2億美元)。 

NASA的量子人工智慧實驗室(Quantum Artificial Intelligence Laboratory (QuAIL))專案尤其注重估測量子計算機在人工智慧方面的潛力,儘管NASA本身也不清楚到底哪個機器能夠在「解決NASA的挑戰」之外還有所幫助。

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IBM的沃森超級計算機在溫網大賽期間幫助記者處理網球選手的大量資料(來源:IBM)

中國的研究員已經著手利用量子計算機來測試人工智慧,儘管只是非常有限的能力。早在2015年,中國科技大學的團隊就研發了一個能夠識別手寫文字的量子系統,而在某次演示中將之稱為量子人工智慧。 團隊發表的一篇論文摘要裡寫道:「由於人工智慧廣泛的重要性以及其計算資源的巨大消耗能力,量子加速將會是面對大資料所帶來的挑戰的最佳武器。」 演示是在一個僅使用了四量子位元的量子計算機上進行的,並據此推測一個利用數百個——甚至數千個——量子位元的計算機的強大性。這樣的計算機還不存在,至少還沒有商業化,但是加拿大的量子計算公司D-WAVE系統近期宣稱它建立了一個1000量子位元的量子計算機。 

根據MIT的機械工程教授Seth Lloyd所述,一個僅僅有300量子位的機器能夠「繪出整個宇宙」,處理自大資料以來所有存在過的資訊。 對於High來說,將量子計算機引入認知計算機器領域(例如IBM的沃森)代表著實現兩者全部優勢的合乎邏輯的一步。 「認知計算的確模擬了人類觀察、理解和估測的某些方面,」他說道,「而認知系統並沒有完全模擬人類思維的運轉,如果他們在放大人類認知上有用,認知系統必須增加速度、靈敏性並降低能源消耗。當量子計算成熟的時候,將會在這些方面對認知計算帶來極大的優勢。」

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