未來熱門科技：AI+量子計算

我國量子計算新進展：浙江大學、中科院物理所等國內單位組成的團隊通力合作，開發(fā)出具有20個超導量子比特的量子芯片，并成功操控其實現全局糾纏，刷新了固態(tài)量子器件中生成糾纏態(tài)的量子比特數目的世界記錄。

量子計算（Quantum Computation）是一種遵循量子力學規(guī)律調控量子信息單元進行計算的新型計算模式。對照于傳統的通用計算機，其理論模型是通用圖靈機；通用的量子計算機，其理論模型是用量子力學規(guī)律重新詮釋的通用圖靈機。從可計算的問題來看，量子計算機只能解決傳統計算機所能解決的問題，但是從計算的效率上，由于量子力學疊加性的存在，目前某些已知的量子算法在處理問題時速度要快于傳統的通用計算機。

量子計算的概念最早由阿崗國家實驗室的P. Benioff于80年代初期提出，他提出二能階的量子系統可以用來仿真數字計算；稍后費曼也對這個問題產生興趣而著手研究，并在1981年于麻省理工學院舉行的First Conference on Physics of Computation中給了一場演講，勾勒出以量子現象實現計算的愿景。1985年，牛津大學的D. Deutsch提出量子圖靈機（quantum Turing machine）的概念，量子計算才開始具備了數學的基本型式。

我們用Trend analysis分析了量子計算領域的研究熱點。

量子計算上圖是當前該領域的熱點技術趨勢分析，通過Trend analysis分析挖掘可以發(fā)現當前該領域的熱點研究話題有quantum computer、quantum physics、quantum information、quantum mechanics、logic gates、open system、fault tolerance等。

根據Trend analysis的分析結果我們發(fā)現artificial neural network是該領域的研究熱點之一。在上世紀90年代，Wichita State University物理學教授Elizabeth Berman就開始研究量子物理與人工智能的結合。當時，大多數人都認為她是在把油和水進行混合。她回憶說，我花了很長時間才發(fā)表這篇論文，與神經網絡有關的雜志會說“什么是量子力學？”，物理雜志則會說“神經網絡是什么？”。

但是現在，從谷歌、微軟、IBM等科技巨頭拼命往量子機器學習領域砸錢的舉動看，量子計算和人工智能的結合已是未來科技的最大熱門。談及此處不得不提的是，微軟的拓撲量子計算機最早的用途之一就是幫助人工智能研究人員利用機器學習，加快訓練算法。比如，把人工智能助理小娜的算法訓練時間從一個月縮短到一天。

阿里巴巴達摩院發(fā)布的2019十大科技趨勢預測中提到，由應用驅動和技術驅動所帶來的Domain-specific 體系結構的顛覆性改變，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)中的前沿領域，IBM、谷歌、阿里巴巴、百度等科技巨頭相繼加大了在該領域的研發(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。