量子奇点与量子流星哪个好丨什么是量子光学与量子信息
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量子计算和人工智能都是变革性技术,人工智能很可能需要量子计算才能取得重大进展。人工智能虽然用经典计算机产生功能性应用,但受限于经典计算机的计算能力。量子计算可以为人工智能提供计算提升,使其能够解决更复杂的问题和AGI。
什么是量子人工智能?量子人工智能是使用量子计算来计算机器学习算法。由于量子计算的计算优势,量子人工智能可以帮助实现经典计算机无法实现的结果。
什么是量子计算?量子力学是一种通用模型,其原理与日常生活中观察到的原理不同。需要数据的量子模型来使用量子计算处理数据。在量子计算中,混合量子经典模型对于量子计算机的纠错和正确运行也是必要的。
量子数据:量子数据可以被认为是包含在量子比特中的用于计算机化的数据包。然而,观察和存储量子数据具有挑战性,因为它具有叠加 和 纠缠的价值。此外,量子数据是嘈杂的,需要在正确分析和解释这些数据的阶段应用机器学习。混合量子经典模型:仅在使用量子处理器生成量子数据时,极有可能获得无意义的数据。出于这个原因,当它由经典计算机中经常使用的快速数据处理机制(例如 CPU 和 GPU)提供支持时,就会出现混合模型。量子算法:算法是导致问题解决的一系列步骤。为了在设备上执行这些步骤,必须使用设备设计为这样做的特定指令集。与经典计算相比,量子计算引入了基于完全不同的执行理念的不同指令集。量子算法的目标是利用叠加和纠缠等量子效应来更快地求解。它为什么如此重要?尽管人工智能在过去十年取得了快速进步,但尚未克服技术限制。凭借量子计算的独特功能,可以消除实现AGI(人工通用智能)的障碍。量子计算可用于机器学习模型的快速训练和创建优化算法。量子计算提供的优化和稳定的人工智能可以在短时间内完成多年的分析,引领技术进步。神经形态认知模型、自适应机器学习或不确定性下的推理是当今人工智能的一些基本挑战。量子人工智能是下一代人工智能最有可能的解决方案之一。
量子人工智能是如何工作的?最近,谷歌与滑铁卢大学、 X大学和 大众汽车公司合作发布了TensorFlow Quantum(TFQ):一个用于量子机器学习的开源库 。TFQ 的目标是提供必要的工具来控制和模拟自然或人工量子系统。TFQ 是一套结合了量子建模和机器学习技术的工具的例子。
将量子数据转换为量子数据集:量子数据可以表示为一个多维数字数组,称为量子张量。TensorFlow 处理这些张量以表示创建数据集以供进一步使用。选择量子神经网络模型: 基于对量子数据结构的了解,选择量子神经网络模型。目的是执行量子处理以提取隐藏在纠缠态中的信息。样本或平均值:量子态的测量从经典分布中以样本的形式提取经典信息。这些值是从量子态本身获得的。TFQ 提供了对涉及步骤 (1) 和 (2) 的多次运行进行平均的方法。评估经典神经网络模型- 由于量子数据现在已转换为经典数据,因此使用深度学习技术来学习数据之间的相关性。评估成本函数、梯度和更新参数的其他步骤是深度学习的经典步骤。这些步骤确保为无监督任务创建有效模型。
在人工智能中应用量子计算有哪些可能性?研究人员对量子人工智能的近期现实目标是创建性能优于经典算法的量子算法并将其付诸实践。
用于学习的量子算法:开发用于经典学习模型量子概括的量子算法。它可以在深度学习训练过程中提供可能的加速或其他改进。量子计算对经典机器学习的贡献可以通过快速呈现人工神经网络权重的最优解集来实现。决策问题的量子算法:经典决策问题是根据决策树制定的。获得解决方案集的一种方法是从某些点创建分支。但是,当每个问题过于复杂而无法通过不断地将其一分为二来解决时,这种方法的效率就会降低。基于哈密顿时间演化的量子算法可以比随机游走更快地解决由多个决策树表示的问题。量子搜索:大多数搜索算法都是为经典计算而设计的。经典计算在搜索问题上胜过人类。另一方面,Lov Grover 提供了他的 Grover 算法,并表示量子计算机可以比经典计算机更快地解决这个问题。由量子计算提供支持的 AI 有望用于加密等近期应用。量子博弈论:经典博弈论是一种广泛应用于人工智能应用的建模过程。这个理论在量子领域的延伸就是量子博弈论。它可以成为克服量子通信和量子人工智能实施中的关键问题的有前途的工具。量子人工智能的关键里程碑是什么?虽然量子人工智能是一项不成熟的技术,但量子计算的改进增加了量子人工智能的潜力。然而,量子人工智能行业需要关键的里程碑才能成为更成熟的技术。这些里程碑可以概括为:
不易出错且功能更强大的量子计算系统广泛采用的开源建模和培训框架庞大而熟练的开发者生态系统量子计算优于经典计算的引人注目的人工智能应用这些关键步骤将使量子人工智能能够进一步发展。
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