聚焦量子計算：全新技術，有哪些優勢和威脅？
在眾多關於2018年科技領域的發展和突破的預測當中，「量子計算」一定都位列其中，被認為是人工智慧未來的發展方向之一。儘管2018年才剛剛過去兩個月，但關於量子計算領域的報道卻已經是不斷湧現。
3月8日，百度宣布成立量子計算研究所，開展量子計算軟體和信息技術應用業務研究，悉尼科技大學量子軟體和信息中心創辦主任段潤堯教授出任百度量子計算研究所所長。
那麼，對於「量子計算」這個如此火熱和重要的概念，你是否了解？
一、什麼是量子計算？
所謂的量子計算，是基於量子力學的全新計算模型。與傳統計算理論不同，它的運行基於量子比特，利用量子疊加和量子糾纏等獨特的量子效應進行信息處理，可以極大提高計算效率，同時也將對信息安全提出了嚴峻挑戰。
雖然說是全新的模型，但相關的概念和研究，在上世紀90年代就已經開始——威奇塔州立大學的物理學教授伊麗莎白·貝爾曼開始致力於研究量子物理與人工智慧的結合，而其中的神經網路在當時還堪稱是特立獨行的技術。
經過數十年的研究，目前主要應用於複雜的大規模數據處理與計算難題，以及基於量子加密的網路安全服務，隨著人工智慧對計算能力的需求不斷提升，量子計算提供了一種從根本上增強計算能力的思路，其核心優勢是可以進行高速並行計算。
在此基礎上出現的量子計算機，通過對大量數據的操作，解析出傳統計算機無法識別的細微模式，並且不會因數據的不整或不確定性而受到影響，已經具有足夠的優勢，來執行超越地球上任何其他計算機的計算。
二、量子計算機的應用
量子計算機一方面在運行機器學習演算法時可以更快、更高效，另一方面通過量子輔助優化，可以解決現有許多重要優化問題，包括基於隨機梯度下降的各類演算法等，克服了速度與成本問題，將是邁向強人工智慧的重要道路。
在金融、醫藥、化學、材料、人工智慧等領域，量子計算也具有廣闊的應用空間，有望應用於人工智慧（如自動駕駛軟體）、藥物發現、天氣預報、金融建模、以及高效全局的最優搜索（如解決交通擁堵問題、快速信息檢索）等。
隨著量子計算機通過硬體銷售、雲服務等方式商業化，未來市場空間將遠超千億美元。
同時，量子計算機可以美地解決傳統計算機模擬量子系統時遇到的海量存儲和指數時間問題，是進行高效量子模擬的天然選擇。
目前我國在量子計算領域走在世界前沿，世界上第一台超越早期經典計算機的光量子計算機去年5月在中國誕生。
三、量子計算髮展的阻礙
量子機器學習系統是強大的，但它卻受到了類似於閉鎖綜合症的影響。
因為它需要在量子狀態下運行，而非在人類可讀的數據上進行操作，而兩者之間的轉換可能會抹殺其最大的優勢。
另一方面，量子計算機通常運行在極低的溫度下，並且屏蔽了環境，因為今天的量子位仍然非常不穩定，任何雜訊都可能導致錯誤。
雖然說2018年會是量子計算突破和發展的一年，但真正想要讓它幫助到我們，似乎還需要還長的一條路走。
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