IBM創(chuàng)建出新的量子算法，可提高機器學(xué)習(xí)效率

IBM公司的研究人員宣稱，他們已經(jīng)創(chuàng)建出了新的量子算法，能夠在量子計算機上支持先進的機器學(xué)習(xí)。

在今天發(fā)表在非同行評議學(xué)術(shù)論文儲存庫arXiv上的論文中，IBM的研究團隊描述了其創(chuàng)造出“量子算法”的過程，使量子計算機能夠以遠遠超出傳統(tǒng)計算機所能達到的規(guī)模來執(zhí)行“特征映射”(feature mapping)算法。

量子計算利用亞原子粒子的奇異能力，即在任何時候都能存在于多種狀態(tài)中。由于這種最小粒子的行為方式，操作可以比傳統(tǒng)計算機更快地完成，且消耗更少的能量。在傳統(tǒng)計算中，位是可以兩種狀態(tài)(1或0)存在的單個信息。但是量子計算使用量子位，可以存儲比1或0多得多的信息，因為它們可以存在于這些值的任何疊加中。

IBM的研究團隊解釋說，“特征映射”涉及到一種分解信息的過程，以便訪問這些數(shù)據(jù)的“更精細的方面”。傳統(tǒng)的機器學(xué)習(xí)算法已經(jīng)在某種程度上做到了這一點，例如通過提取圖像的像素并根據(jù)每個像素的顏色值將其放在相同網(wǎng)格中。然后，算法以非線性的方式將這些值映射到高維空間，本質(zhì)上是根據(jù)其最有用的特性對數(shù)據(jù)進行分解。

然而，研究人員表示，有了IBM的新量子算法，就有可能在更高水平上分離這些數(shù)據(jù)的各個方面和特點。這一點很重要，因為數(shù)據(jù)分類越精確，機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的效率就越高。

IBM的研究團隊說：“我們的目標(biāo)是使用量子計算機來創(chuàng)建新的分類器，以生成更復(fù)雜的數(shù)據(jù)地圖。通過這樣做，研究人員將能夠開發(fā)出更有效的人工智能，例如可以識別傳統(tǒng)計算機看不到的數(shù)據(jù)模式。”

IBM的研究人員注意到，新的算法還沒有實現(xiàn)“量子優(yōu)勢”(quantum advantage)，而這是量子計算機性能超越傳統(tǒng)計算機的關(guān)鍵。IBM研究員表示，這主要是因為量子計算機還處于起步階段，受到當(dāng)前硬件能力的限制。

研究人員說：“我們的研究還沒有顯示出量子優(yōu)勢，因為根據(jù)目前的硬件能力，我們只使用了兩個量子計算能力，就將問題的范圍減到了最小，這也可以在傳統(tǒng)計算機上進行模擬。”

不過，硅谷技術(shù)研究和咨詢公司Constellation Research分析師霍爾格·穆勒(Holger Mueller)稱，IBM的工作再次表明，量子計算將要比目前可用的任何計算基礎(chǔ)設(shè)施更好地運行下一代應(yīng)用程序。

穆勒說：“IBM已經(jīng)證明，與其他任何計算機相比，像特征映射這樣的機器學(xué)習(xí)算法在量子計算機上運行得更好，功能調(diào)用算法非常適合量子計算。”

IBM表示，該公司的新算法將通過其面向開發(fā)人員、研究人員和其他專家的Qiskit Aqua開放源碼庫提供給所有人使用。