量子计算机携手 AI 模型：多行业快速准确预测或成现实！

AI 模型与量子计算机携手，或助多行业实现快速准确预测！

一段时间以来，AI 模型一直在辅助进行预测，医生、气象预报员和股票经纪人都借助 AI 来尝试洞察未来。在德国的莱布尼茨超级计算中心，研究人员一直在对一个 AI 模型和一台量子计算机进行实验，量子计算机能帮助 AI 完成其自身无法单独处理的复杂预测。

来自伦敦大学学院的研究团队于周五在《科学进展》杂志上发表了他们的研究成果，他们表示，未来有一天，量子计算机能够助力 AI 模型在多个行业实现快速、准确的预测，而这些预测用普通计算机可能需要数周时间才能完成。“该论文表明，对于这类研究，即便如今相对小型且不稳定的量子设备，也能提升传统 AI 模型的预测能力。”伦敦大学学院教授、该研究的合著者彼得·科维尼（Peter Coveney）对 CNET 表示。

量子计算机与普通计算机的差异

量子计算机在多个方面与普通计算机有所不同，其中包括能够进行并行计算而非逐步计算，并且使用量子比特。普通计算机以比特作为最小数据单位，每个比特要么代表 0，要么代表 1，而量子比特可以同时代表 0 和 1（叠加态），两个量子比特还可以相互关联（纠缠态）。叠加态和纠缠态使量子计算机能够比传统计算机更快地解决复杂问题。然而，量子计算机极其脆弱，必须保持在极低的温度下，这使得它们在日常使用中不太实际。

尽管如今的量子计算机仍处于实验阶段，且常常不稳定，但它们或许能帮助 AI 解决那些原本过于复杂或耗时的重大问题。

量子优势

该研究中使用的 AI 模型搭载在与研究中心的量子计算机相连的超级计算机上。研究团队利用这一设置来预测系统中气体和液体在较长时间内的运动和相互作用，气候科学、医学和城市工程等领域都会用到这类建模。

“我们的新方法似乎以一种实际的方式展示了‘量子优势’，即量子计算机的表现超越了单纯依靠经典计算所能达到的水平。”合著者、伦敦大学学院的博士生梅达·王（Maida Wang）在一份声明中说道。

量子计算机极其敏感，环境中的微小干扰都会影响计算结果，因此这项技术目前主要仍在研究实验室中使用。由于量子计算仍存在局限性，研究人员在大部分研究中使用了超级计算机。AI 模型负责数据处理，然后在某一步骤中使用量子计算机。完成复杂计算后，量子计算机将控制权交回 AI 模型，由其处理其余工作。“即便如今噪声大且易出错的量子设备，也能提升基于现代超级计算机数据训练的传统机器学习算法的性能。”科维尼表示。

解决重大问题

将 AI 模型与量子计算机连接起来进行计算，这听起来可能有些异想天开，但医疗领域已经有公司采用这种方法的实际案例。谷歌表示，到 2025 年，其量子回声算法（Quantum Echoes）能够计算分子结构，为未来的药物研发铺平道路。此外，去年多伦多大学和英矽智能（Insilico Medicine）利用 AI 和量子计算机构建了针对一种“无药可治”癌症的分子。

尽管在确保预测的可靠性以及处理庞大的数据集方面仍存在挑战，但科维尼表示，量子计算机能够改进复杂的预测。“我们已经在着手开展实际应用方面的工作。”他说。