“量子人工智能尚處于初始階段，但科學(xué)內(nèi)涵豐富，是值得推動(dòng)的方向?！?1日，圖靈獎(jiǎng)得主、上海期智研究院院長(zhǎng)姚期智在以“AI量子：量子智能”為主題的浦江創(chuàng)新論壇專(zhuān)題論壇，作主旨報(bào)告《量子與人工智能的時(shí)代展望》。
AI和量子信息，當(dāng)今的兩個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域正在跨越傳統(tǒng)技術(shù)面臨的極限，為信息科技帶來(lái)發(fā)展的新動(dòng)力。
“AI可以賦能量子計(jì)算?！币ζ谥墙榻B，量子糾錯(cuò)是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的主要瓶頸之一，因?yàn)榱孔颖忍厝菀资艿江h(huán)境干擾從而產(chǎn)生錯(cuò)誤。
彼得·肖爾在1996年發(fā)現(xiàn)，如果量子糾錯(cuò)的精確度達(dá)到某閾值，就能實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的量子計(jì)算。2024年，谷歌量子芯片首次用105個(gè)量子比特實(shí)現(xiàn)閾值低于1%的量子糾錯(cuò)，其核心技術(shù)正是一個(gè)為量子糾錯(cuò)而設(shè)計(jì)的解碼器，它是一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，采集了數(shù)千個(gè)用量子模擬得到的樣本，經(jīng)AI機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練而成。
“這個(gè)例子說(shuō)明A1可以賦能量子計(jì)算，但谷歌量子芯片的比特?cái)?shù)、準(zhǔn)確率、速度仍需大大提升。這也是量子芯片發(fā)展重要的未來(lái)方向?！币ζ谥钦f(shuō)。
據(jù)介紹，清華大學(xué)鄧東靈教授與浙江大學(xué)王浩華教授等合作者，最近也做出了優(yōu)秀的量子糾錯(cuò)工作，“我們中國(guó)在這方面已達(dá)到世界水平，對(duì)于A(yíng)I賦能量子計(jì)算的前景我非常樂(lè)觀(guān)?！?/p>
目前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全普遍使用的是RSA等公鑰加密算法。但其實(shí)早在上世紀(jì)90年代，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)RSA、橢圓曲線(xiàn)等加密方法都能被量子算法破解。這就迫切需要找到下一代能抵抗量子計(jì)算的密碼：后量子密碼。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的探索，LWE（帶誤差學(xué)習(xí)）算法浮現(xiàn)，并在后量子密碼標(biāo)準(zhǔn)的遴選中脫穎而出。
LWE能被量子算法攻破嗎？“如果解決這一問(wèn)題，將是量子算法、機(jī)器學(xué)習(xí)及密碼學(xué)三個(gè)領(lǐng)域的重大突破?！币ζ谥钦f(shuō)。
姚期智說(shuō)，我國(guó)在量子人工智能方向具備優(yōu)良基礎(chǔ)，亟待前瞻布局，培養(yǎng)尖端人才。
談及AI的應(yīng)用，姚期智認(rèn)為，從宏觀(guān)上看，中國(guó)現(xiàn)在處于世界前列?！斑@是‘從1到100’的創(chuàng)新，但在源頭創(chuàng)新上，我們的人才還不足。”
原始創(chuàng)新是最重要的，需要長(zhǎng)期主義。譬如，量子計(jì)算的發(fā)展正得益于近幾十年來(lái)在物理上的原始創(chuàng)新，雖然它們看起來(lái)沒(méi)有什么經(jīng)濟(jì)價(jià)值?！皩?duì)于中國(guó)來(lái)講，我們需要原始創(chuàng)新的力量，才能夠真正成為一個(gè)科技大國(guó)。”
正是為了這一目標(biāo)，2004年，姚期智辭去普林斯頓大學(xué)終身教職，全職加盟清華大學(xué)，并于第二年面向本科生創(chuàng)辦了清華學(xué)堂計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)班，即“姚班”。2010年，姚期智牽頭設(shè)立清華大學(xué)交叉信息研究院，同時(shí)設(shè)立了量子實(shí)驗(yàn)室，來(lái)設(shè)計(jì)和建造量子計(jì)算機(jī)。
“當(dāng)年，國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有什么人聽(tīng)過(guò)量子計(jì)算機(jī)，也不認(rèn)為我們中國(guó)有條件做得出來(lái)。如今，國(guó)內(nèi)的量子實(shí)驗(yàn)室進(jìn)展都不錯(cuò)。”姚期智說(shuō)。
雖然量子產(chǎn)業(yè)在中國(guó)剛剛起步，但在姚期智看來(lái)，并非要等到量子計(jì)算機(jī)面世后產(chǎn)業(yè)才能落地。同時(shí)他也強(qiáng)調(diào)，要靠科學(xué)家的好奇心去探索，不要把產(chǎn)業(yè)落地當(dāng)作科學(xué)導(dǎo)向。
編輯：李華山
