量子人工智能是什么?它与我们今天使用的经典计算机有何不同

当你看到量子人工智能这个词时,你会想到什么?你在电影中听到的是物理、人工智能还是科幻术语?

事实上,量子人工智能指的是两件事。“量子”这个词指的是一个相当新的计算系统,被称为“量子计算”,对于它还有很多工作要做,对其终极能力知之甚少,仍处于第一代,这些计算机中只有一小部分在使用;而“人工智能”是当时的高频技术术语,对两者的理解更好。

那么,究竟什么是量子人工智能?量子人工智能其实就是量子计算机在人工智能领域的应用。

您可能想知道为什么它如此重要。要理解这种“组合”意味着什么,你必须了解量子计算机和人工智能本身的基础知识。首先计算机的新技术有几种,让我们看看什么是“量子计算机”,以及是什么让它们优于我们目前每天使用的经典计算机。

量子计算机

什么是量子计算机?它与我们今天使用的经典计算机有何不同?

首先,您需要了解经典计算机,然后了解它与量子计算机的区别,以及这种区别如何应用于某些计算任务。经典计算机是我们今天使用的计算机,包括今天的智能手机。

那么,是什么让经典计算机成为“经典”呢?答案很简单,只有 1 和 0,即今天的计算机使用二进制系统。二进制系统是计算机处理用户数据和指令的方式。当计算机 CPU 读取这些 1 和 0 序列时,计算机会将特定组合解释为命令或字母和数字。CPU 使用这些信息来处理命令或指令并产生所需的结果,无论是向朋友发送电子邮件还是在 Facebook 上更新您的状态,所有这些都使用当今经典计算机中的二进制系统进行处理。

二进制也称为 base-2 系统。base-2 系统是一个数字系统,它使用两个数字(在本例中为 1 和 0))来表示数字。在更复杂的系统中,如果您需要更大的数字,您可以拥有多个数字。但是,在这些计算中,系统仍然只使用 1 和 0。这是经典计算机的基本原理和局限性。

base-3 系统是在量子计算机中引入的。经典计算机使用 1 和 0 进行计算,量子计算机也使用这些。然而,在量子计算机中,不仅可以选择 1 或 0 位,还可以同时选择 1 和 0,从而产生第三种状态。

要理解的概念是,与经典计算机相比,量子计算机的处理能力大大提高。例如,与一次只能运行一个条件操作的经典计算机不同,量子计算机可以同时运行多个条件操作。

已经有一些证据表明量子计算是下一代计算。这些证明中的大多数都围绕影响加密和安全性的高度计算算法展开。除此之外的一个证明是 Bernstein-Vazirani 算法,该算法用于查找锁定在数字盒子中的密码。

人工智能

什么是人工智能?似乎很多人都在考虑终结者中著名的“我会回来”的台词。当人们认为未来机器会为自己思考,甚至​​在智能上超越人类时,他们会觉得人工智能还没有完全存在。事实是,人工智能自 1951 年就已经存在。

“人工智能”是一个非常广泛的术语,实际上包含围绕一个中心主题的几种不同类型或分类。一些专家将其分为三类:

1.狭义人工智能 (ANI)

2. 通用人工智能 (AGI)3. 人工超级智能 (ASI)

图片[1]-量子人工智能是什么?它与我们今天使用的经典计算机有何不同-老王博客

以上每一项都包含一种或多种不同类型的人工智能。事实上,有 4 种不同类型的 AI 被广泛接受。包括:

1. 反应性2. 有限记忆3. 心智理论4. 自我意识

反应式人工智能是不持有任何记忆的人工智能。它不能使用数据并根据数据变量做出决策。这也是为什么这种类型被称为 Reactive 的原因,因为它仅限于对输入做出反应,其输出仅限于这些变量的范围。这种类型的一个典型例子是 IBM 的深蓝国际象棋超级计算机。

第二个是受限记忆AI。在这种类型的人工智能中,系统能够从先前学习的信息(例如存储的数据或事件)中获取和构建知识。这些先前的事件用于预测会发生什么。它还可以将其决定添加到过去的经验收集中。这种类型的人工智能可以使用这些信息来分析它遇到的新事件,并根据数据做出明智的决策。

这种人工智能的最佳用例是自动驾驶汽车系统。自治系统对预编程知识的记忆有限。它将这些知识与可观察的数据相结合,以决定如何根据道路规则驾驶。它能够根据所使用的数据及其知识的组合检测驾驶模式并改变其功能。然而,这些系统无法从他们做出的决定中学习,因为功能上的变化很小并且没有记录在内存中。

这导致了人工智能的心理理论。我们通过能够独立思考来指代这种类型的人工智能。在这个理论中,系统能够根据输入和已知的知识数据库做出决策。除此之外,它还能产生人的情感,甚至在一定程度上表达出来。它还可以根据所采取行动的结果获得经验,从而随着时间的推移增加其知识库。这种类型的人工智能还具有根据自己的经验进化和适应环境变化的能力计算机的新技术有几种,从原始数据输入衍生的原始编程改变自己的行为。

这将是除了人脑之外最好的智能,只是它可以比人脑从出生到发育所需的时间更快。一个简单直接的例子是 Hanson Robotics 的 SOPHIA AI。另一个例子是奥克兰生物工程学院动画技术实验室的 Baby X。该团队创建了一个虚拟的动画婴儿,它通过观察环境来学习,并通过一系列传感器和深度神经网络像人类孩子一样做出反应。看来这类AI的发展还有很长的路要走,但也并非遥不可及。

最终的人工智能类型是自我意识。你可能已经猜到这个名字的含义了。在这种类型的人工智能中,系统完全意识到它的存在,并且能够像人类一样在情感上表现出来。虽然这一类型的实现似乎还有很长的路要走,但它是大多数电影倾向于进入的方向。一个典型的例子是终结者系列。

既然我们知道了不同类型的 AI 及其工作原理,那么这与 Quantum AI 有什么关系?

量子人工智能

量子和人工智能将在哪里相遇?要回答这个问题,我们需要退后一步,了解当今 AI 的状态。

不管你知不知道,你今天所做的几乎每件事都有人工智能的痕迹。人工智能几乎可以应用于任何领域或行业,而你今天看到的人工智能最大的地方之一就是零售业。

你有没有注意到像亚马逊、谷歌、Netflix、沃尔玛等大公司似乎总是知道你在寻找什么?当您登录主页时,他们总是那么及时地推荐您需要的物品。您在 YouTube 上看到的那些广告是不是很眼熟?其中大部分是通过人工智能完成的。无需深入研究这些公司如何跟踪和收集我们的信息,这些信息现在被用于机器学习。收集的数据通过人工智能算法运行,以学习和提取数据中的模式。对于网店来说,这是一种“感觉自己喜欢什么”,你一直在看你过去买了什么,当你把它推出来的时候,你就能知道你今天想买什么。

然而,这并不是人工智能的唯一用途。在医疗领域,我们也可以看到很多有用的方面。以医学诊断为例;医生会问你一些问题,安排实验室测试,然后等待结果确认病情。他们可能会查阅相关的专业书籍,或将您的病例发送给最终会建议治疗计划的专家。这种方法的主要问题是耗时太长,可能需要数周或更长时间。有时每一分钟都是提供正确治疗和挽救生命的关键。那么人工智能如何在这方面提供帮助呢?

人工智能可以针对数百万个医疗案例进行训练,并确定哪种方法最适合谁。借助人工智能,我们可以获取所有人的人口统计信息、症状、实验室测试结果,并借助机器学习或深度神经网络方法处理所有这些信息,从而不仅可以制定诊断,还可以制定治疗计划。迅速地。在未来,有预测说我们的医护人员将会减少,届时人工智能可能会挽救许多生命。

人工智能可以分为几种方法:

机器学习、自然语言处理、专家系统、视觉、语音、规划、机器人,每一种都用在日常生活中,但也有自己的优势和局限性。量子计算为 AI 方法增加了极限计算能力的可能性,可能性几乎是无穷无尽的。

随着未来的发展,我们将看到更多由量子计算机驱动的人工智能,并开发出新的、更强大的算法。未来即将到来,人工智能和量子计算将成为其中不可或缺的一部分。关键是,我们准备好迎接机器超越人类限制并拥有自我意识的那一天了吗?

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