人工智能有哪些應(yīng)用?人工智能和量子計算機有什么關(guān)系?

人工智能會給我們的生活帶來翻天覆地的變化，這是毫無疑問。但是，人工智能帶來的變化也將是逐步的。為增進大家對人工智能的認識，本文將對人工智能的應(yīng)用以及人工智能和量子計算機的關(guān)系予以介紹。如果你對人工智能具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、人工智能的應(yīng)用

人工智能AI的應(yīng)用已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面，例如智能家居、智能車載、智能醫(yī)療、智能金融等等。在智能家居領(lǐng)域，人工智能可以實現(xiàn)語音控制、自動識別、智能推薦等功能，讓我們的生活更加便利和舒適。在智能車載領(lǐng)域，人工智能可以實現(xiàn)自動駕駛、交通擁堵預(yù)測、智能導(dǎo)航等功能，提高行車安全性和效率。在智能醫(yī)療領(lǐng)域，人工智能可以幫助醫(yī)生進行疾病診斷和治療方案制定，提高醫(yī)療水平和效率。在智能金融領(lǐng)域，人工智能可以進行風險評估、投資決策、客戶服務(wù)等工作，提高金融行業(yè)的智能化水平。

除了上述應(yīng)用領(lǐng)域，人工智能還有很多前景廣闊的發(fā)展方向。例如，人工智能可以結(jié)合生物技術(shù)、納米技術(shù)等，開發(fā)出更加智能化和高效化的機器人，為人類的生產(chǎn)和生活帶來更多便利。同時，人工智能也可以應(yīng)用于教育領(lǐng)域，幫助教師更好地教授知識，幫助學生更好地學習知識，并個性化定制教育方案。另外，人工智能還可以在環(huán)保領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，例如通過智能傳感器和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)空氣和水質(zhì)的實時監(jiān)測和預(yù)警，幫助保護環(huán)境和生態(tài)。

二、量子計算機可能率先應(yīng)用于人工智能

作為電子計算機發(fā)展到今天的最前沿應(yīng)用，人工智能始終存在算力不足的隱憂。ChatGPT問世數(shù)月后，OpenAI總裁奧爾特曼曾公開表示，其并未鼓勵更多用戶注冊O(shè)penAI。2023年11月，OpenAI甚至宣布暫停ChatGPT Plus付費訂閱新用戶的注冊，以確?，F(xiàn)有用戶擁有高質(zhì)量體驗。顯然，作為全球性能最強的AI，ChatGPT已遇到算力等方面的瓶頸。在此背景下，討論量子計算機在人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用就成為一種頗具潛力的未來解決方案。

首先，人工智能領(lǐng)域的算法，大部分屬于并行計算的范疇。舉例而言，AlphaGo在下圍棋的過程中，其需要同時考慮對手在不同位置落子后的應(yīng)對招數(shù)，從中找到最有可能贏得棋局的下法。這就需要計算機優(yōu)化并行計算的效率來實現(xiàn)。而量子計算機擅長進行并行計算，因為它可以同時計算和存儲“0”和“1”兩種狀態(tài)，無需像電子計算機那樣消耗額外的計算資源，譬如串聯(lián)多個計算單元，或?qū)⒂嬎闳蝿?wù)在時間上并列。計算任務(wù)越復(fù)雜，量子計算就越具備優(yōu)勢。

其次，運行ChatGPT所需的硬件條件，同樣也十分適合導(dǎo)入當前體積龐大的量子計算機，二者都需要安裝在高度集成的計算中心里，由一支專業(yè)化技術(shù)團隊進行管理支撐。

什么是量子計算機?量子計算機是一類遵循量子力學規(guī)律進行高速數(shù)學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。其不僅體積龐大，而且作為核心零部件的“量子芯片”，通常需要被置于接近絕對零度(零下273.15攝氏度)的極低溫中，利用在這種極低溫下部分微觀粒子表現(xiàn)出的量子特性進行信息運算和處理，且運行結(jié)果只能存在幾毫秒的時間。

既然量子計算機“又大又難維護”，為什么還要發(fā)展?原因在于，量子計算機蘊含巨大的算力潛能，以至于在一些算法上已經(jīng)體現(xiàn)出相對于電子計算機在速度上的“絕對碾壓”，即“量子優(yōu)越性”。但實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”只是一個起點。目前的量子計算機只能完成一些專屬于量子領(lǐng)域的計算任務(wù)，想要真正用好這種“量子優(yōu)越性”，先要使其量子位足夠多，以實現(xiàn)通用計算和可編程。而且，在實現(xiàn)通用計算后，量子計算機依然需要保持相對于電子計算機的優(yōu)勢，這被稱作“量子優(yōu)勢”。

2022年，來自谷歌、微軟、加州理工學院等機構(gòu)的研究者從原理上證明了“量子優(yōu)勢”在預(yù)測可觀測變量、量子主成分分析以及量子機器學習中確實存在。量子機器學習，實際上就是量子計算在人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用，也體現(xiàn)出未來量子計算與人工智能兩大前沿技術(shù)合流的趨勢。

理論上證明了，實踐上就需要進一步拓展量子計算的應(yīng)用前景。在2019年推出商用量子計算機“量子系統(tǒng)一號”后，美量子計算巨頭IBM又于2023年12月推出了“量子系統(tǒng)二號”。新系統(tǒng)的最大突破在于可以模塊化擴展，是該公司的首臺模塊化量子計算機?！傲孔酉到y(tǒng)二號”擁有超過1000量子位。IBM還宣布計劃10年內(nèi)建成10萬量子位的量子計算機。這些不斷增加的量子位并非只是為了競賽，其對于實現(xiàn)通用計算和可編程有著不可或缺的作用。也正因如此，量子計算機的模塊化，標志著其更加具備實用性。

有關(guān)量子機器學習算法的研究，已成為新的研究熱點。不過，未來量子計算機不會完全取代電子計算機，更有可能出現(xiàn)的是量子計算機和電子計算機在不同的應(yīng)用場景下發(fā)揮各自所長，實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展，既極大提升算力，也兼顧成本和可行性。

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