與此同時(shí)，人工智能的驚人進(jìn)步，重燃人們對(duì)到底什么是智能，什么是計(jì)算的興趣，但依靠現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)及傳統(tǒng)算法，已無(wú)法滿足工智能的研究甚至發(fā)展需求。
姚期智院士表示，未來(lái)的人工智能要向強(qiáng)人工智能或自然智能演進(jìn)，需要全新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之外的算法和視角，需要超級(jí)大的算力支撐，量子計(jì)算的發(fā)展必定帶給人工智能巨大的提升。
人工智能再突破依賴量子計(jì)算
計(jì)算是不是可以模仿人的行為?是否能寫出具有自然智能的程序?人類的知識(shí)可以抵達(dá)什么程度?種種問(wèn)題困擾業(yè)界很多年。
姚期智院士是首位獲得圖靈獎(jiǎng)的華裔科學(xué)家，作為最早進(jìn)入量子信息領(lǐng)域研究的計(jì)算機(jī)學(xué)家之一，他于1993年提出的量子通信復(fù)雜性，奠定了量子計(jì)算機(jī)的理論基礎(chǔ)。
姚期智院士認(rèn)為，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)研究對(duì)未來(lái)科學(xué)發(fā)展和人類福祉有重大影響;如果人工智能的很多觀點(diǎn)可以量子化，AI架構(gòu)變成量子物理的模型，可以解決以前想做但做不到的事。
姚期智院士表示，人工智能的商業(yè)應(yīng)用已隨處可見(jiàn)，但未來(lái)5-10年，基于深度學(xué)習(xí)的技術(shù)會(huì)過(guò)時(shí)，AI再進(jìn)步，技術(shù)從哪里來(lái)?
姚期智院士說(shuō)：“如果能在當(dāng)前支持深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中加入量子元素，將可能帶來(lái)機(jī)器學(xué)習(xí)效率的大幅提升。”他強(qiáng)調(diào)，“利用量子計(jì)算和人工智能，我們有可能搭建一個(gè)足以匹敵人類大腦的系統(tǒng)，量子計(jì)算可以在全新的層面上檢驗(yàn)我們的知識(shí)體系，但每一個(gè)進(jìn)展都艱難而偉大，最終建立實(shí)際的量子計(jì)算體系將會(huì)是極其重大的挑戰(zhàn)。”
如果說(shuō)，今天的AI=基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法+ GPU/FPGA等為主經(jīng)典計(jì)算力+大數(shù)據(jù)，未來(lái)的AI技術(shù)可能是某種超級(jí)智能(強(qiáng)人工智能/自然智能)+量子云技術(shù)。
量子計(jì)算機(jī)將是第二個(gè)圖靈
盡管量子計(jì)算的本質(zhì)和強(qiáng)大的計(jì)算力對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)仍十分神秘，但量子計(jì)算機(jī)卻已成功勾動(dòng)人們對(duì)未來(lái)世界的渴望。
姚期智院士說(shuō)：“從量子計(jì)算的概念開(kāi)始在科學(xué)家腦海中形成到現(xiàn)在，量子計(jì)算研究已經(jīng)取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，量子計(jì)算機(jī)呼之欲出，它若研制成功，將是第二個(gè)“圖靈”般的歷史重大時(shí)刻，將能幫助我們更好地解釋物理學(xué)的各種現(xiàn)象，可以讓我們獲得前所未有的新知識(shí)。”
從事軟件和算法相關(guān)研究工作多年的張學(xué)倉(cāng)是華為中央研究院量子計(jì)算軟件和算法研究架構(gòu)師，他非常贊同姚期智院士的觀點(diǎn)：“量子計(jì)算機(jī)最大的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于某些情況下指數(shù)級(jí)近乎無(wú)窮大的算力潛能。現(xiàn)在用世界上最大的超算，我們只能模擬一個(gè)老鼠的大腦，如果要模擬人的大腦，世界上所有計(jì)算能力積累起來(lái)都沒(méi)辦法做到，但是量子計(jì)算機(jī)提供了這樣的想象空間。”
華為量子計(jì)算軟件與算法首席科學(xué)家翁文康是量子計(jì)算領(lǐng)域知名專家，說(shuō)：“按照摩爾定律的思路，經(jīng)典計(jì)算機(jī)架構(gòu)靠的是不斷縮小器件工藝的尺寸去加速計(jì)算，如今，器件已到了量子極限，變得不穩(wěn)定，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入瓶頸。”
翁文康對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者進(jìn)一步解釋說(shuō)：“電子器件一旦到達(dá)極微小的程度，電子已不能被固定在一個(gè)位置，我們不再容易定義什么是0，什么是1，它們會(huì)變成0和1的疊加態(tài)。這不是器件的缺陷，我們卻可以利用量子力學(xué)的物理疊加原理建立一個(gè)更強(qiáng)大的量子計(jì)算器件。”
分解一個(gè)300位的大數(shù)，今天的超算大約需要15萬(wàn)年，而如果用量子計(jì)算機(jī)只需要幾秒。量子計(jì)算這種指數(shù)級(jí)增加的超級(jí)算力，有可能成為未來(lái)AI和云計(jì)算的基石。
量子計(jì)算研究還需鋪路石
谷歌、微軟、IBM等大公司紛紛強(qiáng)勢(shì)介入量子計(jì)算研究，并取得重大突破，我們的學(xué)府、研究機(jī)構(gòu)、業(yè)界在干什么?
“中國(guó)的AI應(yīng)用處于高水平，大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)從事的人越來(lái)越多。”姚期智院士對(duì)我國(guó)量子計(jì)算的未來(lái)表示樂(lè)觀，他說(shuō)：“不僅國(guó)家在量子技術(shù)方面投入大量的人力和精力，企業(yè)也越來(lái)越多參與其中。這些企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)非常有遠(yuǎn)見(jiàn)，對(duì)這一重大前沿領(lǐng)域會(huì)給人類帶來(lái)深遠(yuǎn)影響的洞察敏銳。”
但姚期智院士也指出，中國(guó)人工智能當(dāng)前的研究和發(fā)展存在兩個(gè)劣勢(shì)，一是雖然我們?cè)谟?jì)算力、硬件方面很強(qiáng)，有全世界排名數(shù)一數(shù)二的超級(jí)計(jì)算機(jī)，但對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程一向重視不夠，或許會(huì)成為下一個(gè)階段的重要壁壘。另一缺陷是，下一步人工智能的突破一定是“算法”，國(guó)外已經(jīng)有了非常深厚的基礎(chǔ)，我們相對(duì)而言還處于弱勢(shì)，需要更加關(guān)注理論基礎(chǔ)方面的研究。
10月12日，華為發(fā)布并宣布開(kāi)放量子計(jì)算模擬器HiQ云平臺(tái)，落點(diǎn)于科研和教育，包含一個(gè)模擬器，一套編程框架，及業(yè)界第一次提出的在云服務(wù)上新增量子糾錯(cuò)模擬器，讓研究者和開(kāi)發(fā)者有環(huán)境可以驗(yàn)證理論和算法。
張學(xué)倉(cāng)說(shuō)：“華為量子計(jì)算模擬云服務(wù)平臺(tái)，不是量子計(jì)算機(jī)，是量子計(jì)算研究初始階段的工具。在量子計(jì)算硬件系統(tǒng)成熟之前，基于經(jīng)典計(jì)算的模擬器就像一個(gè)鋪路石，將在量子電路仿真和調(diào)測(cè)、量子算法的研究創(chuàng)新、應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證上發(fā)揮重要作用。”
姚期智院士說(shuō)：“量子計(jì)算對(duì)所有人來(lái)說(shuō)還處在艱難的研究階段，需要合力解決很多挑戰(zhàn)。”而華為之所以將自己的研究成果量子計(jì)算模擬和編程框架放到云上去，動(dòng)機(jī)也很清晰，為量子計(jì)算從科研走向應(yīng)用提供一個(gè)研究和教育的普惠基礎(chǔ)平臺(tái)。
翁文康說(shuō)：“量子計(jì)算是一場(chǎng)從根上開(kāi)始的革命，在理論上有巨大的潛力，但距離真正的商用，從硬件、軟件到算法還有非常多的技術(shù)挑戰(zhàn)，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。量子計(jì)算是華為基礎(chǔ)研究的重要方向之一，華為將會(huì)持續(xù)投入量子科技的研發(fā)，把階段性成果‘沿途下蛋’，為的是和業(yè)界、學(xué)界共同努力達(dá)成目標(biāo)。”
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