量子的飛躍：下一代D-Wave量子芯片計(jì)算速度能快1000倍

　　Williams未直接提及有哪些公司通過(guò)這種方式運(yùn)用D-Wave芯片，他表示，這類(lèi)處理器被應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域來(lái)優(yōu)化交易軌跡，在生物科學(xué)中用于研究蛋白質(zhì)是如何組合的，并構(gòu)建蛋白質(zhì)序列過(guò)濾器，以便精確檢測(cè)每一個(gè)潛在的蛋白質(zhì)序列，D-Wave芯片的這種應(yīng)用有助于改善檢測(cè)恐怖分子名單的安檢服務(wù)，同時(shí)也有助于研發(fā)AI和計(jì)算機(jī)視覺(jué)二元分類(lèi)器。

　　但是，D-Wave芯片的理論基礎(chǔ)是無(wú)監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)，為一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供訓(xùn)練數(shù)據(jù)，機(jī)器通過(guò)識(shí)別模式進(jìn)行學(xué)習(xí)。Williams認(rèn)為，D-Wave處理器將產(chǎn)生巨大的影響，也許能夠解釋Google在該技術(shù)領(lǐng)域的研究興趣。

　　“我們認(rèn)為，機(jī)器學(xué)習(xí)與AI是這種機(jī)器最優(yōu)的應(yīng)用案例。D-Wave芯片將有可能為機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域，尤其是為無(wú)監(jiān)督生成學(xué)習(xí)研究，帶來(lái)一場(chǎng)徹底的革命”，他認(rèn)為。

　　“利用這種量子芯片，我們將有能力解決機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域先前出現(xiàn)的極具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題——‘如何使無(wú)監(jiān)督生成型機(jī)器學(xué)習(xí)能夠有效地投入到實(shí)際應(yīng)用中?’”

　　如果能夠解決上述問(wèn)題，你將能夠運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)許多不可思議的突破。通過(guò)訓(xùn)練機(jī)器，你能夠使它生成新的數(shù)據(jù)，從統(tǒng)計(jì)學(xué)層面來(lái)講，新生成的數(shù)據(jù)能夠達(dá)到與用于訓(xùn)練機(jī)器本身的數(shù)據(jù)高度相似的效果。

　　Williams預(yù)測(cè)，未來(lái)的D-Wave芯片能夠訓(xùn)練機(jī)器，例如用繪畫(huà)大師的作品來(lái)訓(xùn)練機(jī)器，使機(jī)器能夠生成具有藝術(shù)價(jià)值的新作品，或者使機(jī)器能夠高度逼真地模仿人類(lèi)的聲音。

　　D-Wave已經(jīng)在芯片上運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建出一種玻爾茲曼機(jī)，一種隨機(jī)遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，也可以稱(chēng)之為“量子玻爾茲曼機(jī)”，Willams表示，“這種量子玻爾茲曼機(jī)在本質(zhì)上有別于先前的機(jī)器學(xué)習(xí)模型”。

　　Williams認(rèn)為，D-Wave芯片，或其他類(lèi)型的量子處理器不會(huì)取代一些經(jīng)典的計(jì)算機(jī)芯片，反之，將會(huì)與這些經(jīng)典的芯片共同被用戶使用。

　　“我們認(rèn)為，量子計(jì)算不會(huì)取代經(jīng)典的機(jī)器，這種計(jì)算方法將通過(guò)強(qiáng)化經(jīng)典的系統(tǒng)來(lái)改變世界”，Williams表示。

　　例如，你能夠獲取一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)的輸出信息，將其作為輸入信息運(yùn)用到一種啟發(fā)式搜索算法中。核心觀點(diǎn)是這種量子算法有助于你接近而不能夠找到一種好的解決方案，而一種經(jīng)典的算法則能夠有助于最終找到這種解決方案。

　　我們也可以從一些預(yù)處理技術(shù)中選取一個(gè)難以解決的問(wèn)題，運(yùn)用這種量子芯片將這個(gè)問(wèn)題分解為一系列小問(wèn)題。

　　Williams表示，除了能夠處理2000量子比特，D-Wave將基于我們學(xué)習(xí)到的所有經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用一種新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出一種“下一代芯片”。

　　關(guān)于新型D-Wave芯片的更多詳細(xì)信息

　　針對(duì)那些對(duì)實(shí)質(zhì)問(wèn)題感興趣的專(zhuān)業(yè)人士，Williams對(duì)2,000量子比特芯片的性能做出了深度解說(shuō)。

　　每一個(gè)D-Wave處理器的設(shè)計(jì)宗旨是用于量子退火，即運(yùn)用量子物理學(xué)知識(shí)找到一種消耗能量最小的狀態(tài)，這將有利于解決優(yōu)化問(wèn)題和上述提到的相關(guān)樣本問(wèn)題。關(guān)于這種新型芯片如何更加有效地控制退火過(guò)程，Williams也做出了詳細(xì)解釋。

　　經(jīng)過(guò)參考哈密頓公式(在給出一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)的條件下，運(yùn)用該公式能夠在該系統(tǒng)中輸出能量)，他表示，“這種新型芯片不僅僅能夠處理更多的量子比特，我們已經(jīng)運(yùn)用它改變了許多其他特征。運(yùn)用先前的D-Wave芯片，我們只能夠觀察一種退火軌跡。目前，我們只能基本做到閉合初始哈密頓回路，打開(kāi)最終哈密頓回路”。

　　現(xiàn)在運(yùn)用能夠處理2,000量子比特的芯片，我們將能夠更好地控制參數(shù)，控制軌跡。

　　我們能夠運(yùn)用很多特征中止退火過(guò)程，并且能夠快速加速這一過(guò)程。不再需要以一種恒定的速度執(zhí)行退火這一過(guò)程。

　　這將是非常有趣的，因?yàn)槟隳軌蛟谕嘶鹫谶M(jìn)行的過(guò)程中，探測(cè)量子的狀態(tài)，這是量子玻爾茲曼機(jī)的一個(gè)極為重要的特征。

　　我們先前也擁有一個(gè)快速退火生成系統(tǒng)，能夠在20微秒內(nèi)操作完成退火過(guò)程。不過(guò)，運(yùn)用我們的新系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在5微秒能完成這一操作。