量子计算在人工智能中的应用

核心提示·“量子科技是强国竞争的战略制高点,但不能一哄而上,低水平重复内卷,或片面追求发论文、抢专利,各自为战,闭门造车,而缺少真正的技术投入和系统配合。”·“当下量子系统的规模非常重要,而这很大程度上取决于芯片。”当前,发展量子计算和人工智能已成

“量子科技是强国竞争的战略制高点,但不能一哄而上,低水平重复内卷,或者单方面追求论文和抢专利,各自为战,闭门造车,没有真正的技术投入和系统配合。”

“当前量子系统的规模非常重要,很大程度上取决于芯片。”

目前,发展量子计算和人工智能已经成为世界各国的重要战略,由两者交叉而来的量子人工智能正在快速发展。随着底层芯片技术的快速发展,越来越多基于真实量子计算平台的应用正在成为现实。

从左至右:蒋昌建、吴俊杰、金贤敏和杨林。来源:图灵量子9月3日,在2022世界人工智能大会的“量子人工智能论坛”上,多位大咖齐聚一堂,共同探讨。为什么量子计算目前如此受重视?真正的应用级量子人工智能离我们还有多远?在中科院院士、深圳国际量子研究院院长、中国南科大物理系讲座教授于大鹏看来,在后摩尔时代,计算能力决定一切,需求将量子计算推到前台。

于大鹏认为,推动当前第二次量子革命的动力有三:一是经典量子力学方程无法精确求解,需要进一步发展。其次,数据量每年都在翻倍,对计算能力的需求也在快速增加。然而,随着晶体管的尺寸接近物理极限,计算能力接近天花板,计算能力的供需缺口与日俱增,信息时代呼唤颠覆性的信息处理技术。第三,人们对微观世界的操控能力大大提高,微纳加工技术可以实现原子级的精确操控。

于大鹏还强调,量子科技是强国竞争的战略制高点,但不能一哄而上,低水平重复内量,或者单方面追求论文和抢专利,各自为战,闭门造车,没有真正的技术投入和系统配合。

金贤敏来源:图灵量子上海交通大学教授、图灵量子创始人金贤敏在演讲中表示,未来10到15年,中国尤其需要硬科技的支撑,国家、社会、资本都在拥抱高科技,这应该是高科技的黄金时代。虽然量子计算的技术路径很多,且各有利弊,但光量子领域产业化拐点临近的信号日益明显。依靠传统的光学芯片技术甚至光电混合技术,可以完成大规模集成。金贤敏认为,“目前量子系统的规模非常重要,而这很大程度上取决于芯片。光量子芯片是图灵量子的护城河。除了设计和制备芯片,图灵量子还坚持自研芯片,在无锡率先建设光量子芯片中试线。没有自控流式芯片,芯片的快速迭代和商业化生产都是空里的城堡。”

吴俊杰来源:国防科技大学图灵计算机学院高性能计算国家重点实验室、量子信息研究所所长吴俊杰细数了量子计算40年来的风风雨雨,但总体水平稳步提升,逐渐从量变到质变。首先,量子计算已经从物理和科学的研究发展到科技一体化,其次,量子计算已经开始进入应用级的产学研一体化。最后,非常直观的是,2021年,量子信息科学被列入普通高校本科专业目录新增专业名单。“现在量子计算的挑战和机遇并存,没有确定的直接通向成功的技术路线。中国应以高水平的科技自力更生为目标,以理性、科学的态度,以开放、协作的方式发展量子计算,抓住跨层次的新机遇,群策群力攻关,实现技术突破。”吴俊杰说。

鲁子辉来源:中国图灵量子银行创新研究中心技术总监、人工智能技术专家鲁子辉从产业应用的角度谈了量子计算在金融领域的应用前景。具体来说,在风险控制上,量子计算不仅可以大幅提升安全性,加快支付速度,间接降低银行机构的人力成本,还可以生成虚拟欺诈交易数据,提高AI反欺诈的精准度。在投资研究中,量子计算具有投资组合优化的功能,可以在更准确地反映市场情况和投资者目标的前提下,加强投资组合的多样化,重新平衡投资组合,加快计算速度。在量化交易中,无论是短期博弈、算法优化还是系统耦合,量子计算都表现出明显的优势,能够显著提高收益水平。

钱坤土原:图灵量子已经在医学领域得到应用,量子计算与人工智能的融合也得到具体应用。复旦大学附属中山医院规划管理中心主任钱坤表示,目前,人们对高质量医疗服务的需求与日俱增。随着互联网+中AI医疗的服务生态趋于成熟,基于数字孪生技术的未来元医疗正在兴起。钱坤表示,通过智能化和云服务,可以打破时间空限制,实现诊疗的提前和服务的多端。由于量子计算方法和载体的特殊性,量子计算与人工智能的融合可以为细胞数字孪生和微生态环境的构建和驱动提供更加高效、优质和多样化的算法形式和支持,在辅助病毒疫苗研发、个性化诊疗和疾病预测、细胞数字孪生和生物芯片等方面有着良好的表现。

张宇图元:图灵量子还有生物制药领域,这是一个高风险、耗时的过程。现在研究人员可以使用计算机辅助药物设计来提高药物发现的效率,并经常使用它来评估量子计算的发展阶段。亚马逊云技术大中华区解决方案RD中心高级应用科学家张傲宇从自身实践经验出发表示,“亚马逊云技术借助其便捷的技术平台和不断成长的生态,形成了独特的量子计算探索药物发现方案,帮助客户研究药物发现问题,如分子对接、蛋白质折叠等。通过亚马逊Braket调用量子计算资源进行实验,调用经典计算资源进行对比,让客户获得新的研究思路,提高研究效率。”

吴康宁来源:图灵量子在诊断领域,量子计算与大数据相结合,未来有望实现“知识可治愈,诊疗可一体化”上海申智医疗科技有限公司CTO吴康宁表示,基于化学、解剖学、生物学、信息学等学科的进步,现代医学也在发展。在诊断领域,由于AI人工智能、数字孪生、精准平台能力、透明病理、多组学数据基础等技术和因素的推动,舒适不敏感的透明诊断、时间空的动态可视化、活检和多尺度观察方兴未艾。借助量子计算结合大数据帮助科研分析,未来更有希望实现超级医学智能、DNA级全息显微可视化和瞬时生物计算合成,打开人类生命奥秘的大门。

 
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