量子计算将取代AI定义人类的未来发展方向吗?

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在20世纪末,“量子”这个词开始流行,作为一种具有重要意义的描述。用普通的词来形容它甚至会降低它的价值。例如,“量子飞跃”是一项重大进步。充其量,这是一个不精确(虽然有趣)的定义。然而,当“量子”应用于“计算”时,我们确实进入了一个飞跃。


量子计算是一种基于量子理论原理的技术,它解释了原子和亚原子层次上的能量和物质的本质。它取决于不可思议的量子力学现象的存在,如叠加和纠缠。


在Erwin Schrodinger20世纪30年代著名的“思考实验”中,一只猫死了还活着。实验的目的是强调叠加的明显荒谬,即量子系统可以同时存在于多个状态中。直到观察到或测量到。今天的量子计算机包含几十个量子位元,它们充分利用了这个原理。每个量子位元都存在于0和1,直到它被测量。量子位的发展对于处理大量数据和达到以前无法达到的计算效率水平具有重要意义。这就是量子计算的潜力所在。

量子计算将取代AI定义人类的未来发展方向吗?-第1张图片-任永刚博客 - 专注人工智能、智慧城市和5G智能新生态的网站

当薛定谔想着丧尸猫的时间,阿尔伯特·爱因斯坦正在视察他所描绘的“远距离幽魂行径”,这些粒子的传布速度似乎比光速还快。他看到的是纠缠的电子。纠缠是指同一量子系统中粒子的态不能相互独立地描述的事实。即使它们相距甚远,它们仍然是同一系统的一部分。如果你测量一个粒子,剩下的似乎马上就知道了。目前测量纠缠粒子的记录距离为1200公里。纠缠是指整个量子系统大于其各部分之和。


各方都在使用不同的量子计算方法,因此对量子计算工作原理的单一解释是主观的。但是有一个原理可以帮助读者理解经典计算和量子计算之间的区别。经典电脑是二进制电脑。换句话说,它们依赖于这样一个事实,即每一位只能在两种状态中的一种状态中存在。薛定谔猫只意味着亚原子粒子可以同时显示出无数的状态。如果你想象一个球体,如果北极是0,南极是1,那么就会有一个二元态。在一个量子比特中,整个球可以容纳无数的其他状态,这些状态与量子比特之间的关系使得量子计算能够适应经典计算无法完成的各种特定任务。创建量子比特并保持足够长的时间来完成量子计算任务是一个持续的挑战。


人性化的量子计算


量子计算的目的是帮助和扩展经典计算的功能。量子计算机将比传统计算机更有效地执行某些任务,为我们提供了针对特定应用程序的新工具。 Quantum计算机不能取代传统计算机。实际上,量子计算机需要经典计算机来支持它们的特殊功能,例如系统优化。


量子计算机将有助于在能源、金融、医疗保健、航空航天等不同领域提出解决方案。他们的能力将帮助我们治疗疾病、改善全球金融市场、缓解交通运输、应对气候变化等。例如,量子计算有可能加速药物的发现和开发,并提高用于跟踪和解释气候变化及其不利影响的大气模型的准确性。称之为“人性化”量子计算,因为如此强大的新技术应该被用来造福人类,否则我们将错失良机。


投资、专利、初创企业等方面的增长。


实际上,可核实的最新全球投资和专利申请数据反映了这两个领域的增长,这一趋势可能会继续下去。据“经济学人”(TheEconomist)报道,2015年,全球在非机密国家的量子计算投资总额约为17.5亿美元。欧盟以6.43亿美元位居榜首。美国以4.21亿美元位居第一,其次是中国(2.57亿美元)、德国(1.4亿美元)、联合王国(1.23亿美元)和加拿大(1.17亿美元)。20个国家在量子计算研究上至少投资了1000万美元。


与此同时,Thomson Innovation项专利搜索显示,美国在量子计算领域领先295项,其次是加拿大(79项)、日本(78项)、英国(36项)和中国(29项)。到2017年底,与量子计算相关的专利数量预计将增加430%。


因此,各国,技术巨头,大学和初创企业正在探索量子计算及其潜在应用。如果您想体验它,请查看由IBM和Google等着名计算巨头提供的免费工具,以及来自巨头和初创公司的开源产品。量子计算机上的实际时间现已可用,访问机会只会进一步扩大。

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在我看来,专有解决方案将屈服于开源、协同研发和通用量子计算价值主张的理念,而仅北美的几十家初创企业就与政府和学术界一起进入质量控制生态系统。像Rigetti计算、D波系统、1qbit信息技术、量子电路、质量控制软件和Zapata计算这样的名字可能为大公司所熟知,也可能被大公司所吞并——这一新兴领域的一切皆有可能。


发展量子计算标准


另一种参与的方式是参与与量子计算相关的标准的开发。技术标准最终将加快技术发展,引入规模经济,扩大市场。量子计算机的硬件和软件开发将受益于一个共同的术语和一个公认的测量尺度。


目前,IEEE标准协会的量子计算工作组正在制定两个标准。其一是量子计算的定义和命名,这样我们就可以使用相同的语言。另一种方法解决了量子计算机和经典计算机的性能测量和性能基准测试问题,最终实现了对量子计算机和经典计算机性能的相互测量。随着时间的推移,对更多标准的需求将变得明显。


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