Сейчас мы являемся свидетелями зарождения новой эры. Эпоха квантового искусственного интеллекта. Создание искусственного интеллекта, который может вести себя как умный и сострадательный человек, - вторая мечта человечества, уступающая только способности летать, как птица. Братья Райт оторвались от земли в 1903 году. Однако AI еще не достиг этого состояния. AI делает свои маленькие шаги. С развитием квантовых компьютеров ИИ получает новое рождение.

Сегодня квантовый прорыв стучится в дверь и заставляет исследователей и предприятия молниеносно вводить новшества. Как отметил ученый ИИ и пионер сострадательного движения ИИ, Dr. Амит Рэй в своей основополагающей книге Сострадательный суперинтеллект», AI 5.0, сказал, что квантовые вычисления с искусственным интеллектом - это пятая революция человечества. Для него характерна коэволюция человека и машины. Это слияние квантового искусственного интеллекта, клеточного программирования и других технологий, которое устранит границы между физической, цифровой и биологической сферами.

Основы искусственного интеллекта и квантовых вычислений

Квантовые компьютеры могут решать сложные задачи, которые выходят за рамки возможностей обычных компьютеров. Однако квантовые состояния чрезвычайно чувствительны к постоянному вмешательству из окружающей среды.

Классический компьютер выполняет операции с использованием классических «битов» - эти «биты» могут находиться только в одном из двух состояний: «0» ИЛИ «1». Напротив, квантовый компьютер использует «квантовые биты» или «QuBits».

QuBits - это наименьшая единица информации в квантовых системах. Из-за принципа, называемого квантовой суперпозицией, эти QuBits могут иметь значение «0», «1» или оба «0 и 1» одновременно.

Другая специальная функция QuBit называется запутанность, которая позволяет QuBit взаимодействовать, работать вместе и выполнять множество вычислений одновременно, даже когда они физически не подключены.

Чем больше QuBit имеет квантовый компьютер, тем он мощнее. В то время как физики пытаются применить грубую силу для увеличения количества так называемых квантовых битов, другие исследователи преследуют смоделированные идеи использования более сложных квантовых систем с минимальным количеством квантовых битов.

Квантовые вычисления и искусственные нейронные сети

Искусственные нейронные сети - это компьютерные программы, имитирующие поведение взаимосвязанных нервных клеток (нейронов). Алгоритмы квантовых искусственных нейронных сетей (QANN) - это специальные алгоритмы, предназначенные для использования мощности квантовых вычислений для имитации вычислительной мощности человеческого мозга.

Текущие тенденции исследований в области контроля качества и искусственного интеллекта

Крупные компании, такие как Google и IBM, конкурируют с исследовательскими институтами по всему миру, стремясь производить все большее количество связанных QuBit. Пока что лучшие экспериментальные устройства квантовых вычислений содержат около 20 кубитов. Последний процессор D-Wave имеет 2000 кубитов. Тем не менее, существуют разногласия по поводу квантового подхода D-Wave.

Но другие умные игроки, такие как Австрийская академия наук, Compassionate AI Lab, Сколковский институт науки и технологий и другие ищут новые пути для увеличения информационной емкости сложных квантовых систем (QuBits) новыми способами. Они также уделяют больше внимания миниатюрным квантовым машинам на основе ИИ для разработки дронов, квантовых радаров, дистанционного зондирования, визуализации, метеорологических и навигационных систем.

Новые алгоритмы на основе ИИ проверяются на предмет защиты квантовой информации достаточно долго, чтобы квантовые машины могли выполнять полезные вычисления. Это одна из самых больших проблем современной физики.

В настоящее время используются три типа квантовых компьютеров: квантовые отжигатели, аналоговые эмуляторы, которые могут моделировать физические процессы, и третий - универсальные квантовые компьютеры. Нестабильность кубитов называется декогеренцией, и это одна из главных инженерных проблем, с которыми сталкиваются квантовые ученые.

Основные игроки находятся в игре AI и QC

Квантовые компьютеры уже меняют ландшафт крупных и мелких игроков отрасли. Гонка идет не только между канадской компанией D-Wave Systems, IBM, Microsoft и Google, но небольшие игроки уже берут на себя инициативу.

IBM конкурирует с Google и такими стартапами, как Беркли, Калифорния, Rigetti Computing, чтобы получить все больше кубитов на своих чипах. Microsoft, Intel и все большее число стартапов с венчурной поддержкой также вкладывают большие средства. Точно так же китайские компании Baidu, Alibaba и Tencent, которые имеют тесные связи с правительством Китая.

D-Wave Systems, Microsoft, IBM и Google лидируют в этой игре. Но все меняется слишком быстро. Самые влиятельные корпорации быстро теряют скорость инноваций, а стартапы стремительно приходят с новыми идеями и инновациями.

Искусственный интеллект и квантовые вычисления для открытия лекарств

Квантовые вычисления также позволят нам моделировать сложные молекулярные взаимодействия на атомарном уровне. Это будет особенно важно для медицинских исследований на основе искусственного интеллекта и открытия лекарств. Скоро мы сможем смоделировать все 20 000+ белков, закодированных в геноме человека, и начнем моделировать их взаимодействие с моделями существующих лекарств или новых лекарств, которые еще не были изобретены.

Влияние ИИ с квантовыми вычислениями на бизнес

Аналитики Morgan Stanley прогнозируют, что рынок высокопроизводительных квантовых вычислений (оцениваемый IBM в настоящее время в 5–6 миллиардов долларов в год) почти удвоится, достигнув 10 миллиардов долларов в год к 2025 году.

ИИ и квантовые вычисления для использования в военных целях

Миссия Китая - разработать квантовый компьютер, который может быть использован военными для взлома самых безопасных зашифрованных кодов за секунды и позволит подводным лодкам работать в скрытом режиме под водой более трех месяцев. Соединенное Королевство планирует программу стоимостью 400 миллионов долларов по квантовому зондированию и хронометражу. По прогнозам, аналогичный проект Евросоюза на 10 лет будет стоить 1 миллиард долларов.

Пентагон рассматривает квантовые вычисления как ключевое оружие в войне в космосе. Алгоритмы искусственного интеллекта, высоконадежное шифрование для спутников связи и точная навигация, не требующая сигналов GPS, являются одними из самых желанных возможностей, которым могут помочь квантовые вычисления.