8月1日消息(南山)量子與AI(人工智能),兩大新興技術(shù)近年來保持著高速發(fā)展勢(shì)頭,已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要驅(qū)動(dòng)力,以及主流大國(guó)科技競(jìng)爭(zhēng)的核心技術(shù)。2025年國(guó)務(wù)院政府工作報(bào)告評(píng)價(jià),2024年我國(guó)“創(chuàng)新能力有新提升,集成電路、人工智能、量子科技等領(lǐng)域取得新成果”。
那么,量子與AI之間,存在怎樣的關(guān)聯(lián)?量子大觀注意到,日前舉辦的2025年世界人工智能大會(huì)(WAIC 2025),不僅有多家知名量子科技公司參展,發(fā)布了多個(gè)量子新成果,還有系列活動(dòng)舉辦,基于這一話題展開了深入探討。
AI正在改變社會(huì);量子科技則擁抱AI、賦能AI、融合AI,即將改變未來。
方向:業(yè)界布局量子計(jì)算賦能AI
人工智能發(fā)展需要海量的算力資源支撐,而量子計(jì)算作為最新的計(jì)算技術(shù),能夠以 0/1 疊加態(tài)進(jìn)行并行運(yùn)算,在理論上具備遠(yuǎn)超經(jīng)典計(jì)算機(jī)的指數(shù)級(jí)的強(qiáng)大計(jì)算能力,有望成為人工智能持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵助力?!傲砍诤稀钡膶?shí)踐,也取得了一定成果。
WAIC 2025舉行的系列思辨會(huì)上,圍繞“量子計(jì)算能否為AI賦能”、“量子計(jì)算如何應(yīng)用于AI”等量子話題展開了辯論。據(jù)量子大觀了解,專家們?cè)诨顒?dòng)上就一些觀點(diǎn)達(dá)成了共識(shí):量子計(jì)算適合解決人工智能的部分問題,在特定問題上,量子算法將為AI大模型訓(xùn)練提供支撐;量子的高安全特性,可為AI訓(xùn)練數(shù)據(jù)和模型參數(shù)提供保障;量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)存在一定炒作,科研界、產(chǎn)業(yè)界、投資界都應(yīng)保持耐心,不要急于求成。
一言以概之:量子計(jì)算可用于AI;量子算力是算力產(chǎn)業(yè)的重要組成部分;量子計(jì)算還在發(fā)展初期。
從各家量子科技企業(yè)的展出也能看出端倪。例如華翊量子系統(tǒng)披露其“三階段發(fā)展路線”——早期演示、初步實(shí)用、通用容錯(cuò),從100比特到500比特,再到遠(yuǎn)期的百萬比特目標(biāo),明確了量子計(jì)算賦能AI的具體路徑。國(guó)盾量子現(xiàn)場(chǎng)展示了超導(dǎo)量子計(jì)算整體解決方案,以及公司參與建設(shè)的巢湖明月-合肥量超融合計(jì)算中心。
今年完成多次融資、備受資本市場(chǎng)青睞的玻色量子,則展示了1000量子比特的相干光量子計(jì)算機(jī)真機(jī)模型。這是目前國(guó)內(nèi)首個(gè)突破千比特規(guī)模、唯一可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的專用光量子計(jì)算機(jī),可在AI等領(lǐng)域展開實(shí)用化應(yīng)用,吸引了業(yè)內(nèi)外觀眾的廣泛關(guān)注。值得一提的是,玻色量子負(fù)責(zé)人認(rèn)為,通用量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)起來的確比較困難,專用量子計(jì)算機(jī)大概在3到5年可以走出商業(yè)化路線。
技術(shù):諾獎(jiǎng)獲得者與量子的邂逅
WAIC 2025最受矚目的嘉賓,無疑是2018年圖靈獎(jiǎng)得主、2024年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主杰弗里·辛頓(Geoffrey Hinton)。辛頓在會(huì)上以“數(shù)字智能是否會(huì)取代生物智能”為主題發(fā)表演講,提出了他的擔(dān)憂:幾乎所有專家都認(rèn)為,我們會(huì)創(chuàng)造出比人類更智能的AI。但要想關(guān)閉這樣的AI并不現(xiàn)實(shí),人類只有兩個(gè)選擇:要么訓(xùn)練它永遠(yuǎn)不傷害人類,要么 “消滅” 它。
辛頓的研究與量子科技發(fā)展,在WAIC 2025上美麗邂逅。早在1985年,辛頓和團(tuán)隊(duì)基于霍普菲爾德網(wǎng)絡(luò)思想創(chuàng)建了玻爾茲曼機(jī)。資料顯示,玻爾茲曼機(jī)的隱含層能夠自主調(diào)整內(nèi)部狀態(tài)以降低系統(tǒng)能量,從而完成數(shù)據(jù)分類和生成任務(wù)。作為早期生成模型的代表,它成為深度信念網(wǎng)絡(luò)的核心組件,并衍生出受限玻爾茲曼機(jī)、深度玻爾茲曼機(jī)等變體。在量子計(jì)算領(lǐng)域,該模型拓展為量子玻爾茲曼機(jī),需要找到適配加速的底層硬件。
玻色量子則巧妙利用了伊辛模型與玻爾茲曼機(jī)在數(shù)學(xué)上的等價(jià)性,提出了基于相干光量子計(jì)算機(jī)的量子訓(xùn)練方法。以量子采樣替代傳統(tǒng)的 Gibbs Sampling 方法,解決了經(jīng)典玻爾茲曼機(jī)因高復(fù)雜度而無法高效訓(xùn)練的難點(diǎn)?;诹孔硬柶澛鼨C(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),玻色量子已實(shí)現(xiàn)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的算法框架的真機(jī)場(chǎng)景驗(yàn)證。
可以說,量子計(jì)算的快速發(fā)展,使得玻爾茲曼機(jī)煥發(fā)新生。其概率建模與能量最小化機(jī)制與量子系統(tǒng)天然契合,推動(dòng)著量子生成模型和量子機(jī)器學(xué)習(xí)的前沿探索。辛頓在會(huì)上呼吁國(guó)際社會(huì)研究如何訓(xùn)練高智能AI向善,量子科技無疑也將扮演重要角色。
WAIC 2025上還有更多的量子+AI技術(shù)創(chuàng)新成果亮相。全球最大運(yùn)營(yíng)商中國(guó)移動(dòng),重磅發(fā)布了“五岳量智”量子人工智能平臺(tái),平臺(tái)涵蓋量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法設(shè)計(jì)、參數(shù)訓(xùn)練、應(yīng)用模型三大技術(shù)方向,包含底座、引擎和應(yīng)用三層結(jié)構(gòu),通過量子計(jì)算和AI的深度融合,在減少對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)數(shù)量依賴的同時(shí),保證了訓(xùn)練效率和模型性能,節(jié)省了訓(xùn)練時(shí)間、降低了訓(xùn)練成本。
生態(tài):量子科技走向開放
量子科技是面向未來的新興技術(shù),得到了全球主流國(guó)家在政策層面的大力支持。與此同時(shí),量子科技的發(fā)展絕非一朝一夕,也不是某一個(gè)研究機(jī)構(gòu)、某一家企業(yè)所能夠主導(dǎo)。國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者薛其坤院士此前就強(qiáng)調(diào),量子計(jì)算機(jī)的研制是體現(xiàn)人類智慧的創(chuàng)新工作,需要物理學(xué)家、電子器件專家、計(jì)算機(jī)專家共同努力。
量子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,更需要繁榮的生態(tài)支撐。在WAIC上,量子大觀看到了可喜的進(jìn)展:全球最大的運(yùn)營(yíng)商中國(guó)移動(dòng)展開了醒目的行動(dòng)?!爸袊?guó)移動(dòng)作為網(wǎng)信領(lǐng)域的重點(diǎn)骨干央企,堅(jiān)持把發(fā)展量子科技作為驅(qū)動(dòng)未來技術(shù)與產(chǎn)業(yè)變革的重要引擎?!敝袊?guó)移動(dòng)副總經(jīng)理程建軍在移動(dòng)云AI+量子論壇上如是說。
除了“AI賦能量子計(jì)算、量子計(jì)算驅(qū)動(dòng)AI”的技術(shù)創(chuàng)新雙輪發(fā)展格局,中國(guó)移動(dòng)一方面加快推進(jìn)量子人工智能科技成果從實(shí)驗(yàn)室到應(yīng)用場(chǎng)景的落地,在生物醫(yī)藥、金融風(fēng)控、能源優(yōu)化、6G網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域打造可復(fù)制、可推廣的標(biāo)桿案例;另一方面向企業(yè)、高校和科研院所開放量子算力資源和算法驗(yàn)證環(huán)境,打造廣泛聯(lián)動(dòng)的科研與產(chǎn)業(yè)協(xié)作生態(tài)。
中國(guó)移動(dòng)依托多技術(shù)路線融合企業(yè)級(jí)量子實(shí)驗(yàn)室“混沌宙元”,正式發(fā)布量智融合算力開放計(jì)劃,通過開展算力開放,整合相干光量子、中性原子、離子阱等多元量子算力,以及通算、智算、超算等算力資源,依托量子計(jì)算科學(xué)網(wǎng)門戶實(shí)現(xiàn)一鍵調(diào)用,讓算力觸手可及。此外推動(dòng)能力賦能、開展標(biāo)準(zhǔn)共建,制定量子計(jì)算行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范,建立開放共贏的產(chǎn)業(yè)生態(tài)規(guī)則。
中國(guó)移動(dòng)已投資了玻色量子、華翊量子、信通量子、國(guó)科量子等企業(yè)。上述企業(yè)代表均參與了發(fā)布儀式,為量子生態(tài)走向繁榮添磚加瓦。
在量子大觀看來,量子科技經(jīng)過幾年的醞釀,已經(jīng)走進(jìn)產(chǎn)業(yè)、公眾、資本的視野,并在WAIC上實(shí)現(xiàn)了“破圈”,吸引了產(chǎn)業(yè)界乃至全社會(huì)廣泛的關(guān)注度。與AI的融合,為量子應(yīng)用落地和行業(yè)拓展帶來了重大機(jī)遇。這不僅僅是技術(shù)的融合,更是對(duì)計(jì)算能力邊界的重新定義,將在未來幾十年里,打開世界的想象空間。
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