當(dāng)你看到量子人工智能（Quantum AI）這個(gè)詞時(shí)，你會(huì)想到什么？是物理、人工智能，還是你在電影里聽(tīng)到的科幻名詞？

事實(shí)上，量子人工智能是指兩件事?！傲孔印?一詞指的是一種相當(dāng)新的計(jì)算系統(tǒng)，即 “量子計(jì)算”，目前人們還有很多工作要做，對(duì)其最終能力知之甚少，它仍處在第一代，只有一小部分這樣的計(jì)算機(jī)在使用中；而 “人工智能” 則是當(dāng)下的高頻科技術(shù)語(yǔ)，也是兩者之中更能被理解的。

那么，量子人工智能到底是什么？量子人工智能其實(shí)是量子計(jì)算機(jī)在人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用。

你可能想知道它為什么如此重要。要理解這一 “組合” 的含義，你必須了解量子計(jì)算機(jī)和人工智能本身的基礎(chǔ)知識(shí)。首先，讓我們先看看什么是 “量子計(jì)算機(jī)”，以及是什么使它們優(yōu)于我們目前日常使用的經(jīng)典計(jì)算機(jī)。

量子計(jì)算機(jī)

什么是量子計(jì)算機(jī)？它與我們今天使用的經(jīng)典計(jì)算機(jī)有何不同？

首先，你需要了解經(jīng)典計(jì)算機(jī)，然后了解它與量子計(jì)算機(jī)的差異，以及該差異如何適用于某些計(jì)算任務(wù)。經(jīng)典計(jì)算機(jī)是我們今天使用的計(jì)算機(jī)，包括現(xiàn)在的智能手機(jī)也都是經(jīng)典計(jì)算機(jī)。

那么，是什么使經(jīng)典計(jì)算機(jī)成為 “經(jīng)典”？答案很簡(jiǎn)單，只有 1 和 0，即今天的計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制系統(tǒng)。二進(jìn)制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)處理用戶數(shù)據(jù)和指令的方式。當(dāng)計(jì)算機(jī) CPU 讀取這些 1 和 0 的序列時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)將特定的組合解釋為命令或字母和數(shù)字。CPU 使用此信息來(lái)處理命令或指令并產(chǎn)生所需的結(jié)果，無(wú)論是向朋友發(fā)送電子郵件，還是在Facebook 上更新你的近況，所有這些都是使用當(dāng)今經(jīng)典計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制系統(tǒng)處理的。

二進(jìn)制也被稱為 base-2 系統(tǒng)。base-2 系統(tǒng)是一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，它使用兩個(gè)數(shù)字（在本例中是 1 和 0）來(lái)表示數(shù)字。在更復(fù)雜的系統(tǒng)中，如果需要更大的數(shù)字，則可以具有多個(gè)二進(jìn)制數(shù)字。但是，在這些計(jì)算中，系統(tǒng)仍然只使用 1 和 0。 這是經(jīng)典計(jì)算機(jī)的基本原理和局限性。

量子計(jì)算機(jī)中引入了 base-3 系統(tǒng)。經(jīng)典計(jì)算機(jī)將 1 和 0 用于計(jì)算，量子計(jì)算機(jī)也使用這些。但是，在量子計(jì)算機(jī)中，不僅可以選擇 1 或 0 位，還可以選擇同時(shí)為 1 和 0，從而產(chǎn)生第三種狀態(tài)。

需要理解的概念是，量子計(jì)算機(jī)的處理能力比經(jīng)典計(jì)算機(jī)有了極大的提高。例如，與經(jīng)典計(jì)算機(jī)一次只能運(yùn)行一個(gè)條件運(yùn)算不同，量子計(jì)算機(jī)可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)條件運(yùn)算。

已經(jīng)有一些證據(jù)證明量子計(jì)算是下一代的計(jì)算方法。這些證明大多是圍繞著影響加密和安全性的高計(jì)算性算法。除此之外的一個(gè)證明是 Bernstein-Vazirani 算法，該算法用于查找鎖在數(shù)字盒子中的密碼。

人工智能 

什么是人工智能？似乎許多人想到的都是《終結(jié)者》的著名臺(tái)詞 “I’ll be Back”。人們一想到機(jī)器未來(lái)會(huì)自己思考，甚至在智力上超越了人類，就會(huì)覺(jué)得人工智能現(xiàn)在還不完全存在。事實(shí)是人工智能自 1951 年以來(lái)就存在了。

“人工智能” 是一個(gè)非?；\統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)，實(shí)際上包含圍繞中心主題的幾種不同類型或分類。一些專家將其分為三類：

1.Artificial Narrow Intelligence (ANI)

2. Artificial General Intelligence (AGI)

3. Artificial Super-intelligence (ASI)

以上的每一個(gè)都包含一種或多種不同類型的人工智能。實(shí)際上，有 4 種不同類型的 AI 被廣泛接受。包括：

1. 反應(yīng)型（Reactive）

2. 受限記憶（Limited Memory）

3. 心理理論（Theory of Mind）

4. 自我意識(shí)（Self Aware）

反應(yīng)型 AI 是不保存任何內(nèi)存的 AI。它無(wú)法使用數(shù)據(jù)并基于數(shù)據(jù)變量進(jìn)行決策。這也是為什么將這種類型稱為 Reactive，因?yàn)樗鼉H限于對(duì)輸入作出反應(yīng)，而其輸出僅限于這些變量的邊界。這種類型的一個(gè)典型例子是 IBM 的深藍(lán)國(guó)際象棋超級(jí)計(jì)算機(jī)。

第二種是受限記憶 AI。在這種類型的 AI 中，系統(tǒng)能夠從先前學(xué)習(xí)的信息（例如存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或事件）中獲取和構(gòu)建知識(shí)。這些先驗(yàn)事件被用來(lái)預(yù)測(cè)將要發(fā)生的事情。它還可以將其決策添加到過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)收集中。這類人工智能可以利用這些信息來(lái)分析它遇到的新事件，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)做出明智的決策。

這一類型 AI 最好的應(yīng)用案例就是自動(dòng)駕駛汽車系統(tǒng)。自治系統(tǒng)對(duì)預(yù)編程知識(shí)的記憶有限。它將這些知識(shí)與可觀察到的數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，根據(jù)道路規(guī)則決定如何駕駛。它能夠根據(jù)所使用的數(shù)據(jù)及其知識(shí)的組合來(lái)檢測(cè)駕駛模式并更改其功能。但是，這些系統(tǒng)不能從其所做的決策中汲取經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)樗墓δ茏兓苄?，并且沒(méi)有記錄在內(nèi)存中。

這就引出了 AI 的心智理論（Theory of Mind）。我們所說(shuō)的能夠獨(dú)立思考的 AI 就是指的這種類型。在此理論中，系統(tǒng)能夠根據(jù)輸入和已知的知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)做出決策。除此之外，它還可以產(chǎn)生人類的情感，甚至在一定程度上表達(dá)出來(lái)。它也可以根據(jù)所采取的行動(dòng)的結(jié)果汲取經(jīng)驗(yàn)，從而隨著時(shí)間的推移增加其知識(shí)儲(chǔ)備。這種類型的人工智能也有能力根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)化和適應(yīng)環(huán)境的變化，從原始數(shù)據(jù)輸入衍生出的原始編程中改變自己的行為。

這將是除了人類大腦之外最好的智能，只是它的完成速度可能比人腦從誕生到發(fā)育完成所花費(fèi)的時(shí)間更快。一個(gè)簡(jiǎn)單明了的例子是漢森機(jī)器人公司（Hanson Robotics）的索菲亞人工智能機(jī)器人（SOPHIA AI）。另一個(gè)實(shí)例是奧克蘭生物工程研究所動(dòng)畫技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的 Baby X。這個(gè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一個(gè)虛擬的動(dòng)畫嬰兒，它通過(guò)觀察環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)，并通過(guò)一系列傳感器和深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)做出類似于人類兒童的反應(yīng)。看上去這種類型 AI 的發(fā)展還前路漫漫，但并非遙不可及。

最終的 AI 類型是自我意識(shí)。通過(guò)名稱你可能已經(jīng)猜到了它的含義。在這種類型的 AI 中，系統(tǒng)完全能意識(shí)到自己的存在，并且能夠像人類一樣進(jìn)行情感活動(dòng)。盡管這種類型的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在看來(lái)還遙遙無(wú)期，但這是大多數(shù)電影中傾向的方向。一個(gè)經(jīng)典的例子是《終結(jié)者》系列。

現(xiàn)在我們知道了不同類型的 AI 及其工作原理，這與 Quantum AI 又有什么關(guān)系呢？

 量子人工智能 

量子和 AI 會(huì)在哪里相遇？要回答這個(gè)問(wèn)題，我們需要退后一步，了解當(dāng)今 AI 的現(xiàn)狀。

不管你是否知情，今天你所做的幾乎每件事都有人工智能的痕跡。人工智能幾乎可以應(yīng)用于任何領(lǐng)域或行業(yè)，而你今天看到的人工智能最大的地方之一就是零售行業(yè)。

你有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)像 Amazon、Google、Netflix、Walmart 等大公司似乎總是知道你在找什么？當(dāng)你登錄到主頁(yè)時(shí)，他們總是那么及時(shí)地推薦你需要的商品。你在 YouTube 上看到的那些廣告看起來(lái)眼熟嗎？大部分都是通過(guò) AI 完成的。無(wú)需深入研究這些公司是如何跟蹤和收集我們的信息，這些信息現(xiàn)在確實(shí)被用于機(jī)器學(xué)習(xí)。收集的數(shù)據(jù)通過(guò)算法運(yùn)行以便 AI 學(xué)習(xí)和提取數(shù)據(jù)中的模式。對(duì)于網(wǎng)店來(lái)說(shuō)，這是一種 “投其所好”，你一直在看什么，你過(guò)去買了什么，推到出來(lái)，就能知道你今天想買什么。

但是，這并不是人工智能的唯一用途。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，我們也可以看到許多可用方面。舉個(gè)例子，進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷；醫(yī)生會(huì)問(wèn)你一些問(wèn)題，安排實(shí)驗(yàn)室檢查，然后等待結(jié)果來(lái)確認(rèn)病情。他們可能會(huì)查閱相關(guān)專業(yè)書籍，或?qū)⒛愕牟±偷綄＜夷抢?，最終提出治療方案。這種方法的主要問(wèn)題是，耗時(shí)太久，可能需要幾個(gè)星期甚至更長(zhǎng)。有時(shí)，每一分鐘都是提供正確治療和挽救生命的關(guān)鍵。那么人工智能如何在這方面提供幫助呢？

可以用數(shù)百萬(wàn)個(gè)醫(yī)療案例進(jìn)行 AI 訓(xùn)練，并確定哪種方法最適合哪些人。借助 AI，我們可以獲取所有人的人口統(tǒng)計(jì)信息，癥狀，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果，并借助機(jī)器學(xué)習(xí)或深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法處理所有信息，這樣不僅可以很快得出診斷結(jié)果，還可以制定治療方案。在未來(lái)，有人預(yù)測(cè)，我們將會(huì)出現(xiàn)醫(yī)護(hù)人員減少的情況，這時(shí)人工智能可能將挽救許多生命。

人工智能可以分解為幾種方法：

機(jī)器學(xué)習(xí)（Machine Learning）

自然語(yǔ)言處理（Natural Language Processing）

專家系統(tǒng)（Expert systems)

視覺(jué)（Vision）

言語(yǔ)（Speech）

規(guī)劃（Planning）

機(jī)器人技術(shù)（Robotics)

每一種方法都在日常生活中使用，也有各自的優(yōu)勢(shì)和局限性。量子計(jì)算為 AI 方法增加了極端計(jì)算能力的可能性，并且可能性幾乎是無(wú)窮無(wú)盡的。

隨著未來(lái)的發(fā)展，我們將看到更多的人工智能由量子計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)，新的更強(qiáng)大的算法正在開(kāi)發(fā)中。未來(lái)即將到來(lái)，人工智能和量子計(jì)算將成為其中必不可少的部分。關(guān)鍵是，我們是否已經(jīng)準(zhǔn)備好迎接 “機(jī)器超越人類局限擁有自我意識(shí)” 那一天的到來(lái)？