人工智慧量子力學
⑴ 量子計算和人工智慧有何關系
量子計算可以給人工智慧帶來更快的運算速度。
⑵ 為什麼計算機界的大師,馮諾依曼和圖靈都曾經做過對量子力學的研究呢
我們人類目前的認識水平處於量子力學描述的境界,但是可以確信的是,這只是人類認識自然的一個階段而已,絕不是終極認識,就如同在20世紀初的時候,當時科學界主流觀點認為經典物理學已經發展到了極致,自然規律已經幾乎完全暴露於經典物理學規律之下。
可是時隔不久,晴朗的經典物理學天空的遠處飄來了3朵烏雲(黑體輻射,等等),很快在接下來的20年左右(1900年-1920年)誕生了從量子論到量子力學,對經典物理學進行了摧枯拉朽般的洗禮,上世紀絕大多數諾貝爾物理獎歸於量子理論家。量子力學在本世紀還會繼續發展一段時期,或長或短必然會被新理論豐富和充實,甚至取代。正如量子論奠基人波爾所言,也許我們關於量子理論的描述本身就是錯誤的。
言歸正傳,即使量子計算機成為現實,那也是暫時過程,還會有更新的??計算機,目前還有DNA計算機在研究中,雖然現在有點冷落了,順便提一下,DNA雙螺旋結構的發現也是得益於量子力學,你可以看看薛定諤的《生命是什麼》。
我個人覺得,未來的智能計算會有很多實現方案,其中基於生物生長的方案應該會是極其重要的方向(之一),是高於量子計算機的發展階段的!!!
⑶ 人工智慧和量子技術在國內外發展現狀如何
目前人工智慧和量子科技在國內外的發展都算是如火如荼,其中,中國對於量子論的鑽研更深入一些;而海外的知名科技龍頭企業谷歌公司,對人工智慧領域的成就是有目共睹的。未來,我們或許就會用這兩大法寶,徹底改變科技時代,打開另一個天地的大門。
我們都知道,時至今日,人類已經在現代科學的道路上取得了無數成就和突破,物理學,生物學,醫學上的進步,都是無有時歇,有目共睹。同時,前沿科學界最熱門的兩大領域,莫過於人工智慧和量子力學了;
因此,可以說,這兩大方向,都是我們未來的康莊大道。
⑷ 量子計算和人工智慧到底是什麼關系
一聽到量子,好多人搞不清楚量子,包括當年發現量子的人都說不懂量子。但量子革命,從AlphaGo到量子人工智慧,它很有可能有一個這樣一個過程。
剛剛也提到了人工智慧最近已經取得了很好的成績,一個機器已能下過一個人,實際上定義的任何機器,總會超過人。就像現在設計的汽車和飛機速度比人快,計算機能力比人的計算能力強,本質上來說人工智慧不會走到一個有情感、有思維,往往是經驗性的東西。
一般意義上來說,一幅圖象,計算機來描述圖象都是基本上看到一幅圖象,它會按照像素來展開,裡面有灰度,有深度……對它形成一些數據。人工智慧對這個數據是否能有感官上進一步深入了解?看到這個圖象看到比傳統計算上更深的意義?比如甚至知道什麼樣的繪畫風格。這就是我們今天要探討的問題。
當人工智慧遇上量子計算
人工智慧的能力來源是什麼?今天會議的主題是大數據 ,為什麼前面加一個大,因為這是是一個動態的工作,信息量越來越大的時代,如何從浩瀚的東西中得到有利生活質量的東西,首先要對這個數據進行描述。這就意味著要描述的對象,由傳統的數據從單一逐漸走向各種復雜數據。
人工智慧核心資源是計算能力,在二十年前,一個機器人,當時用32個CPU, 達到120MHz的速度。現在是2000個CPU,300個GPU,提升的計算能力,使得處理學習或者智能的能力得到比較大的增強,不過現在問題是,如何過渡到量子這塊?計算能力能否無限提升?
摩爾定律在半個世紀前預言了經典計算,每隔18-24個月,集成電路上可容納的元器件數目增加一倍,計算性能增加一倍。經典計算的能力,從32納米,在未來到四個納米,再到更小的納米,一般都認為摩爾定律最多還能適用10年。
我們知道一個例子,從物理科學基礎上講一個電子不可再分的,不可能永遠從90多納米到60多納米,到40多納米,到30多納米……將來能夠到零點幾納米甚至更小納米的層面。從科學的原理上來講,宏觀問題上,是按照牛頓三大定律主宰的,但到納米層面,牛頓定律不再適用,而會進入一個新的科學,也就是我們經常說的量子力學,描述的基礎就不一樣了。
另外一個,還有一個熱耗散的問題,我們在研究裡面也發現,經典計算機器件的原理,熱耗散不可避免,這是原理上決定的。譬如買到早期計算機有一個風扇散熱,你做的集成度越高,熱耗越嚴重。
但量子計算來做這塊,原理上保持可逆計算,沒有熱耗散,可以在裡面自循環,這樣沒有一個熱耗散,也是遵從量子力學規律的東西。這是未來量子計算是一個比較好的前景和方向。
另外,量子力學是近代技術的支柱,一百多年前量子理論開始提出,到現在的晶體管,到激光,到後面的高溫超導,都會有一個產業的發展和產生。
會帶來無邊的「誘惑」
在過去很長一段時間里,我們對量子力學都是被動的觀察和解釋,我看到了一些現象,我根據這個現象得到一些應用,比如激光,就是量子力學發展的成果,激光無處不在,包括投影也是激光投影。
第一次量子革命就是對晶體管,對激光的發展,支撐了整個過去信息革命的一個發展,最近隨著過去二三十年技術的積累,現在可以一定程度地掌控量子,可以對單個分子或者原子進行掌控 。
在微觀有主動調控能力有了這種調控,可能會產生一系列新的技術,這方面比較清楚的,在量子信息裡面,目前分三個方向:
一個是量子密碼,大概7月份,中國的第一顆,也是全球第一顆量子衛星在500公里軌道開始發射,實現一個安全的密碼輸送;
一個是量子通訊,同時在發改委的干線,今年年底明年開始在城市間,從北京到上海,上海到合肥的一個地面的有線網路,空中的無線網路。
另一個是量子時鍾和量子感測器,最近幾年,精密測量得到非常好的推廣和應用,大概一個月前,歐盟通過了一個量子宣言,比如沒有GPS的導航,有一些量子感測器,大概有10億歐元,在2020年計劃裡面有一個投入。
總的來說,現在已經有了非常好的發展前景。為什麼說量子近年好很多?原因很簡單。計算機經典的儲存單元是什麼?一般是一個(電荷上的)高電頻和低電頻,高電頻代表1,低電頻代表0,叫它二進制,量子力學告訴我們高電頻和低電頻同一瞬間同時存在。
所謂的量子疊加和量子相干,如果我有一個16位的計算機,或者32位的,它的輸入就是電頻裡面的2的16次方或者2的32次方。
量子計算就是進行疊加,這時候高速的來源就在這個地方,可以2的多少次方處於所有狀態裡面,可以在這個裡面透視做計算。在這個基礎上,我們做量子計算,量子密碼,量子網際網路,量子時鍾,甚至是量子感測器。
巨頭林立的國際競爭
在量子計算這塊,包括美國和日本的國際項目,以及微軟和IBM,中科院有一個國家計算機的規劃綱要,有比較大的投入,企業界逐漸開始往這個方面進入,比如阿里和中科大也成了量子計算機實驗室。總的來說,量子力學跟人工智慧有什麼關系?
有這樣一個關系的話。
如果做成人工智慧,如果只是加速,原來需要一千台機器,或者需要一萬台,現在(用量子計算機)可能四台就可以了,形成快速的計算能力。
另外一個領域,量子力學在模型裡面解決傳統的沒有的模型,那是另外一個方向。
量子用於計算就是計算,用於通訊就是通訊,用於人工智慧就是人工智慧。利用相干疊加的方式,實現了計算,無法比擬的超級計算能力,可以把復雜度的NP計算問題,就可以變成P問題。
如果做基礎的人來講,不管是經典還是量子,我們處理的都是效率的問題,把一些遙遙無期的東西變成一些結果。
大數分解,金融行業經常用到的,給你一個非常大的一個數,找到它的兩個素數是什麼,經典萬億次的計算機需要15萬年,如(用萬億次的)是量子計算機,只需要一秒。在計算數據處理裡面是一個基本的方式,如果用一個億億次的經典計算需要一百年,但是把速度可以降下來,只用一個萬億次的量子計算可能就0.01秒的時間。
量子人工智慧的計算能力為人工智慧發展提供革命性的工具,能夠指數加速學習能力和速度,輕松應對大數據數據的挑戰。
以及最新的理論進展
在人工智慧這塊,谷歌開始建立量子人工智實驗室,包括微軟等在做一些人工智慧方面的東西。這幾年開始,甚至在AlphaGo出來之前,在學界就已經有一些研究,人工智慧裡面的分類問題,是大數據中常見的任務,根據已有的數據體現規律,判斷新數據是屬於哪一類。如下圖所示,MIT在這方面已經有如下的理論進展一:
另一個理論進展,是MIT和Google的聯合研究發現,量子人工智慧演算法可以加速特徵提取過程:
整體的研究進展如下圖所示(紅色的兩個部分是我們實驗室做的,把這個體系放到量子的模型機上,來演示這個實驗。這是去年的一個工作。)
最後,以實際進展向大家舉一個量子計算運用到人工智慧的例子,這種指數加速是可行的,通過我們專用儀器設備,來讀出量子比特狀態:
MIT和一些媒體的報告,包隨著數據越來越大,現在每年生產信息2的60次方,就是60比特,用經典比特資源,約百萬塊硬碟能夠存下數據;但要描述宇宙所需的信息量時,會達到2的300次方,就是300比特,按現在的的比特資源就已經不可能儲存了。
IBM製造的計算系統包含了5個量子比特,在其它實驗室大概有十個。在未來五到十年能達到三十個比特,就已經是非常了不起的一個能力了(註:如果一個量子計算機能夠組建成50個量子比特,當今世界前500名的超級計算機全部加起來,功能都無法勝過它。)。也就是說可以空間可以達到2的30次方,在大數據方,量子人工智慧計算能力巨大的優勢,實現這樣的一個彎道超車。
最後
我想說,第一次量子深刻影響了晶體管和激光的發展,第二次量子革命對人類一定是有巨大促進的作用。我們不應該去懼怕科學上的一些進展,因為畢竟機器是人造的。現在眼前並沒有看到一個機器有人的情感來毀滅人,我的觀點應該不是這樣的。
⑸ 將量子力學中的隨機性應用於人工智慧中,能否創造出擁有自我意識的機器呢
會,但不是現在。說會很簡單,俺們都接受過「馬克思主義」教育,都知道物質決定意識,什麼「意思」?就是說人類是自然進化的結果,而不是什麼上帝創造的。那麼人工智慧接受進化選擇就可以取代人類,包括意志。但現在人工智慧,受限於人類控制和科技條件,沒有可能。
⑹ 掌握了量子力學,人類就真的可以改變世界嗎
而如果用量子力學來看待這樣事情的話,那麼這個蘋果可能在下落的那一瞬間就已經被股能摘走,這樣的事情也就導致了其加速的狀態不會實現。而在某些方面,量子物理學對於人工智慧方面更具有代表意義,因為在研究人工智慧方面,如何讓人工智慧具有獨立意識和辨別意識,這種隨機性的意識產生就必須涉及到量子力學,而我們都知道現在的人工智慧已經深入到我們生活的方方面面,所以真的掌握了量子力學,也就意味著我們在人工智慧方面會取得重大突破。
⑺ 仔細闡述人工智慧能否戰勝人類(用物質和意識辯證關系)
人工智慧不可能戰勝人類。原因如下:
辯證唯物主義認為,物質決定認識,認識對物質具有反作用。人既然能夠製造出人工智慧,也就能認識它,控制它。再者,任何先進的人工智慧,離開了人類的幫助,它不可能再有質的提高,而人對於物質的認識卻始終處於螺旋上升,具有無限的提升力。人工智慧一經製造出來,無論多麼先進,在當時的那個歷史階段,認識有局限性,都還可以被人再認識,隨著人對開發人工智慧這種實踐活動的持續深入,並藉助於其他領域的最新研究結果,人的認識進一步提高,人完全可以生產出更高級的人工智慧。
⑻ 量子計算機是否就是人工智慧呢
不是,量子計算機就是運用量子力學的原理來進行的計算,在某些問題上可以優於經典計回算機,其中答包含了人工智慧領域的蟻群演算法,神經網路演算法等。
人工智慧是超級計算+深度學習+大數據的結合產物,不需要量子計算機。
⑼ 人工智慧的普及和量子計算機商用會對社會造成什麼影響
量子計算機的實現需要構造量子糾纏的物理體系,目前這方面還有較長的路要走。人腦是可以進行並行運算的,人的意識本來就是量子化的,這是我的猜想。如果這個猜想正確,那麼其實人腦是一個運行著"智能"的量子計算機。基於這個邏輯,研究人腦和意識也很有前景。也許我們只是沒有找到運行大腦的合適方法。