量子机器学习：Google、NASA共建量子人工智能实验室

这座量子人工智能实验室将使用最先进的商用量子计算机“D-Wave Two”作为数据处理工具。    

我们目前所使用的常规计算机能处理二进制信息，即0和1。普通计算机中的2位寄存器在某一时间仅能存储4个二进制数（00、01、10、11）中的一个，而量子计算机中的2位量子位（qubit）寄存器可同时存储这四个数，因为每一个量子比特可表示两个值。使用量子计算，计算机能并行处理更多信息，计算速度将远超当今的计算机。如果一个系统内包含少量的量子位，这个概念完全可行，然而当大量的量子位同时进行处理时，目前的技术就捉襟见肘，无能为力了。而D-Wave的商用量子计算机则解决了这个问题。

2011年，由亚马逊公司和CIA共同赞助的加拿大量子计算公司D-Wave发布了全球第一款商用型量子计算机“D-Wave One”，它采用了128-qubit(128量子位)的处理器，四倍于之前的原型机，理论运算速度已经远远超越现有任何超级电子计算机。这个大家伙只能处理经过优化的特定任务，通用任务方面还远不是传统硅处理器的对手，而且编程方面也需要重新学习。D-Wave One在散热方面的要求也非常苛刻，必须由液氦全程保护，但这至少比原型机离不开接近绝对零度的液氮好多了。今年年初，D-Wave公司发布D-Wave Two量子计算机，这台量子计算机所采用的处理器已经达到了逆天的512量子位，其在某些计算领域的运算能力可以保证其在很长一段时间内没有任何一台超级计算机可以超越，但是其售价也达到了逆天的1500万美元。跟第一代一样，D-Wave Two量子计算机工作时也需要极低的温度，温度必须保持在20mk（毫开式温标），不过依旧冷的冰凉，非常人能驾驭的了。

Google与NASA和USRA （大学空间研究联合会）在量子计算领域的合作将推动量子计算快速发展，三个合作方希望借助量子计算机开展机器学习的研究，该研究或将在人工智能领域带来突破。

Google公司认为，量子计算机可以提高Google搜索结果以及语音识别的准确度，而大学的研究人员则可以利用量计计算机更好地研究疾病和气候，NASA则可以利用量子计算机来模拟太空的气象、行星大气层、星系碰撞，研究磁动流体力学、超音速飞行器以及处理大量数据等。

麻省理工学院量子机械工程师Seth Lloyd说：“这是一项三赢的合作，共同开发，各自获益。我认为，当前的重点要放在如何使用、如何编写适合量子计算机计算的程序代码比继续开发更高性能的量子计算机更重要。量子机器学习知识量子计算应用领域的一小部分而已。”

尽管人们不否认量子计算机的性能超群，但许多评论人士都批评D-Wave并不是真正的量子计算机，因为评测量子计算的标准方法中所涉及的“Gate Model”（即如何在电路中排列量子，量子如何按固定顺序互动）并没有被D-Wave所采用。D-Wave自己研发了一套非互动量子位，各量子位相互隔绝，使系统中的量子位以基态的形式互动，并按照设定完成任务给出正确答案。

科学家还怀疑D-Wave自己研发的量子位系统能否经受干扰，使各量子位能正常运行。不过好在最近已经有研究人员发现D-Wave量子计算机在解决问题使比传统计算机快3600倍，而且在Google、NASA和USRA合作之前，他们就已经对D-Wave Two进行了严密的测试，结果通过。

根据合作协议，三方将分别使用这台计算机的一部分功能，互不干扰。“借助D-Wave量子计算机，我们将把最好、最具前景的想法付诸实践。”