人工智能再突破依赖量子计算

1981年，物理学家理查德.费曼提出一个问题：量子物理学可以被经典计算机有效模拟吗?这种疑问表达了科学家们的担心：量子物理指数级的计算需要，无法用现有的经典计算机来满足。

理查德.费曼

与此同时，人工智能的惊人进步，重燃人们对到底什么是智能，什么是计算的兴趣，但依靠现在的计算机及传统算法，已无法满足工智能的研究甚至发展需求。

姚期智院士表示，未来的人工智能要向强人工智能或自然智能演进，需要全新的神经网络之外的算法和视角，需要超级大的算力支撑，量子计算的发展必定带给人工智能巨大的提升。

人工智能再突破依赖量子计算

计算是不是可以模仿人的行为?是否能写出具有自然智能的程序?人类的知识可以抵达什么程度?种种问题困扰业界很多年。

姚期智院士是首位获得图灵奖的华裔科学家，作为最早进入量子信息领域研究的计算机学家之一，他于1993年提出的量子通信复杂性，奠定了量子计算机的理论基础。

姚期智院士认为，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;如果人工智能的很多观点可以量子化，AI架构变成量子物理的模型，可以解决以前想做但做不到的事。

姚期智院士表示，人工智能的商业应用已随处可见，但未来5-10年，基于深度学习的技术会过时，AI再进步，技术从哪里来?

姚期智院士说：“如果能在当前支持深度学习的神经网络技术中加入量子元素，将可能带来机器学习效率的大幅提升。”他强调，“利用量子计算和人工智能，我们有可能搭建一个足以匹敌人类大脑的系统，量子计算可以在全新的层面上检验我们的知识体系，但每一个进展都艰难而伟大，最终建立实际的量子计算体系将会是极其重大的挑战。”

如果说，今天的AI=基于深度神经网络的算法+ GPU/FPGA等为主经典计算力+大数据，未来的AI技术可能是某种超级智能(强人工智能/自然智能)+量子云技术。

量子计算机将是第二个图灵

尽管量子计算的本质和强大的计算力对大多数人来说仍十分神秘，但量子计算机却已成功勾动人们对未来世界的渴望。

姚期智院士说：“从量子计算的概念开始在科学家脑海中形成到现在，量子计算研究已经取得长足的进步，量子计算机呼之欲出，它若研制成功，将是第二个“图灵”般的历史重大时刻，将能帮助我们更好地解释物理学的各种现象，可以让我们获得前所未有的新知识。”

艾伦·麦席森·图灵

从事软件和算法相关研究工作多年的张学仓是华为中央研究院量子计算软件和算法研究架构师，他非常赞同姚期智院士的观点：“量子计算机最大的驱动力来自于某些情况下指数级近乎无穷大的算力潜能。现在用世界上最大的超算，我们只能模拟一个老鼠的大脑，如果要模拟人的大脑，世界上所有计算能力积累起来都没办法做到，但是量子计算机提供了这样的想象空间。”

华为量子计算软件与算法首席科学家翁文康是量子计算领域知名专家，说：“按照摩尔定律的思路，经典计算机架构靠的是不断缩小器件工艺的尺寸去加速计算，如今，器件已到了量子极限，变得不稳定，产业进入瓶颈。”

翁文康对科技日报记者进一步解释说：“电子器件一旦到达极微小的程度，电子已不能被固定在一个位置，我们不再容易定义什么是0，什么是1，它们会变成0和1的叠加态。这不是器件的缺陷，我们却可以利用量子力学的物理叠加原理建立一个更强大的量子计算器件。”

分解一个300位的大数，今天的超算大约需要15万年，而如果用量子计算机只需要几秒。量子计算这种指数级增加的超级算力，有可能成为未来AI和云计算的基石。

量子计算研究还需铺路石

谷歌、微软、IBM等大公司纷纷强势介入量子计算研究，并取得重大突破，我们的学府、研究机构、业界在干什么?

“中国的AI应用处于高水平，大学和研究机构从事的人越来越多。”姚期智院士对我国量子计算的未来表示乐观，他说：“不仅国家在量子技术方面投入大量的人力和精力，企业也越来越多参与其中。这些企业和研究机构非常有远见，对这一重大前沿领域会给人类带来深远影响的洞察敏锐。”

但姚期智院士也指出，中国人工智能当前的研究和发展存在两个劣势，一是虽然我们在计算力、硬件方面很强，有全世界排名数一数二的超级计算机，但对计算机系统工程一向重视不够，或许会成为下一个阶段的重要壁垒。另一缺陷是，下一步人工智能的突破一定是“算法”，国外已经有了非常深厚的基础，我们相对而言还处于弱势，需要更加关注理论基础方面的研究。

10月12日，华为发布并宣布开放量子计算模拟器HiQ云平台，落点于科研和教育，包含一个模拟器，一套编程框架，及业界第一次提出的在云服务上新增量子纠错模拟器，让研究者和开发者有环境可以验证理论和算法。

张学仓说：“华为量子计算模拟云服务平台，不是量子计算机，是量子计算研究初始阶段的工具。在量子计算硬件系统成熟之前，基于经典计算的模拟器就像一个铺路石，将在量子电路仿真和调测、量子算法的研究创新、应用软件的开发和验证上发挥重要作用。”

姚期智院士说：“量子计算对所有人来说还处在艰难的研究阶段，需要合力解决很多挑战。”而华为之所以将自己的研究成果量子计算模拟和编程框架放到云上去，动机也很清晰，为量子计算从科研走向应用提供一个研究和教育的普惠基础平台。

翁文康说：“量子计算是一场从根上开始的革命，在理论上有巨大的潜力，但距离真正的商用，从硬件、软件到算法还有非常多的技术挑战，是一个复杂的系统工程。量子计算是华为基础研究的重要方向之一，华为将会持续投入量子科技的研发，把阶段性成果‘沿途下蛋’，为的是和业界、学界共同努力达成目标。”