如今,量子計(jì)算因其算力帶來(lái)的指數(shù)級(jí)爆發(fā)式增長(zhǎng)備受矚目,也為需要強(qiáng)大算力的AI提供了更多可能。7月10日,WAIC 2021世界人工智能大會(huì)的AI開(kāi)發(fā)者論壇正式舉辦,本次論壇聚焦“后深度學(xué)習(xí)的AI時(shí)代”,邀請(qǐng)來(lái)自學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的多位重磅嘉賓進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分享交流。百度研究院量子計(jì)算研究所所長(zhǎng)段潤(rùn)堯受邀發(fā)表《量子人工智能:從理論到實(shí)踐》的主旨演講,描繪了量子計(jì)算賦能人工智能的美好藍(lán)圖,分享了百度量子計(jì)算的最新進(jìn)展。

百度研究院量子計(jì)算研究所所長(zhǎng)段潤(rùn)堯

段潤(rùn)堯介紹,量子力學(xué)建立至今已有一個(gè)多世紀(jì),基于量子力學(xué)和計(jì)算理論交叉融合誕生的量子計(jì)算正日益凸顯重要性,在人工智能、密碼安全、量子化學(xué)和材料模擬上擁有廣闊的應(yīng)用前景。目前,量子計(jì)算正與人工智能深度融合,在算法、框架、硬件三個(gè)層面進(jìn)行AI基礎(chǔ)能力的創(chuàng)新突破,在提升準(zhǔn)確率的同時(shí)還大幅降低了時(shí)間與能源成本。

百度量子計(jì)算研究所自2018年成立以來(lái),便以實(shí)現(xiàn)“百度量子,量子百度”為使命,制訂了QAAA戰(zhàn)略規(guī)劃:聚焦量子算法(Quantum Algorithm)、量子人工智能(Quantum AI)和量子架構(gòu)(Quantum Architecture)三個(gè)核心方向,并在研發(fā)過(guò)程中不斷利用量子計(jì)算賦能百度核心技術(shù),持續(xù)將相關(guān)量子科技整合到百度的核心業(yè)務(wù)之中,積極探索量子創(chuàng)新業(yè)務(wù)。

在量子算法方向,百度旨在針對(duì)具體任務(wù)設(shè)計(jì)高效的量子算法,將經(jīng)典算法設(shè)計(jì)及分析理論推廣到量子情形,優(yōu)化現(xiàn)有量子經(jīng)典算法,確定現(xiàn)有算法的可行性與局限性,聚焦于量子搜索、量子模擬、量子安全計(jì)算等應(yīng)用;在量子人工智能方向,百度旨在利用量子計(jì)算的信息處理優(yōu)勢(shì)促進(jìn)人工智能的發(fā)展,同時(shí)利用現(xiàn)有的人工智能技術(shù)突破量子計(jì)算發(fā)展瓶頸,聚焦機(jī)器學(xué)習(xí)、信息安全、區(qū)塊鏈等技術(shù)研發(fā);在量子架構(gòu)方向,百度旨在提供量子基礎(chǔ)架構(gòu)綜合服平臺(tái),用于支撐量子人工智能和量子算法的物理設(shè)備實(shí)現(xiàn),聚焦量子硬件接口、分布式量子信息處理、統(tǒng)一編程平臺(tái)、量子網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)、量子和后量子密碼等研究領(lǐng)域。

段潤(rùn)堯在演講中表示,目前百度已建成了以量脈、量槳、量易伏三大項(xiàng)目為主體的百度量子平臺(tái),旨在提供全面的量子基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)QaaS(Quantum Infrastructure as a Service),追逐“人人皆可量子”的愿景。百度量子平臺(tái)提供了連接頂層解決方案和底層硬件基礎(chǔ)所需的大量軟件工具以及接口,百度希望這一平臺(tái)扮演量子計(jì)算時(shí)代操作系統(tǒng)的角色。開(kāi)發(fā)者和合作伙伴可以通過(guò)這一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算對(duì)行業(yè)的賦能,不再需要針對(duì)性接觸和學(xué)習(xí)復(fù)雜的量子軟硬件。

其中,量脈是脈沖級(jí)別量子控制云平臺(tái),通過(guò)云計(jì)算為量子控制提供專業(yè)與高效的解決方案,提供了高效的量子軟硬件接口,為近期量子應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)提供了有力保障;量槳是量子機(jī)器學(xué)習(xí)工具集,可加速人工智能技術(shù)與量子計(jì)算的深度融合,進(jìn)而有望促進(jìn)量子化學(xué)模擬、新藥研發(fā)、金融等領(lǐng)域的突破進(jìn)展;量易伏作為國(guó)內(nèi)首個(gè)云原生量子計(jì)算平臺(tái),是從應(yīng)用到真機(jī)的一站式量子計(jì)算平臺(tái),結(jié)合原生云計(jì)算和量子計(jì)算優(yōu)勢(shì),承載量子計(jì)算需求和出口,是開(kāi)啟量子計(jì)算時(shí)代的鑰匙。

通過(guò)打造量脈、量槳、量易伏三項(xiàng)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的量子計(jì)算科技成果,百度已實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算領(lǐng)域的成功搶跑。據(jù)段潤(rùn)堯介紹,近期,量脈升級(jí)至2.0版本,重點(diǎn)研發(fā)了多量子比特含噪模擬器,用于仿真超導(dǎo)量子芯片,新增誤差表征和噪聲緩釋模塊助力提升量子計(jì)算精度,成為了同時(shí)支持超導(dǎo)電路、離子阱、核磁共振三類量子硬件的量子控制平臺(tái)。量槳升級(jí)至2.1版本,運(yùn)行效率平均提升20%,通過(guò)前沿的量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、LOCCNet、量子核方法、含噪量子電路模擬等模塊,開(kāi)發(fā)者們可以在量槳上便捷地進(jìn)行人工智能、組合優(yōu)化、量子化學(xué)方面的量子應(yīng)用研發(fā)。

量易伏重磅升級(jí)至2.0版本,成為國(guó)內(nèi)首個(gè)接入量子計(jì)算真機(jī)的云原生量子計(jì)算平臺(tái),提供從應(yīng)用到真機(jī)的一站式量子計(jì)算服務(wù)。量易伏通過(guò)接入中科院物理研究所的超導(dǎo)量子比特芯片,以及諸如混合語(yǔ)言支持、QCompute SDK(量子軟件開(kāi)發(fā)工具集)、云上量子IDE(集成開(kāi)發(fā)環(huán)境)、自動(dòng)化模塊工作流等技術(shù),帶來(lái)了真正企業(yè)級(jí)的量子計(jì)算開(kāi)發(fā)環(huán)境,進(jìn)一步彰顯百度量子生態(tài)軟硬實(shí)力和構(gòu)建生態(tài)上下游能力,使得人人皆可使用到量子計(jì)算的能力。

段潤(rùn)堯現(xiàn)場(chǎng)還介紹了百度量子計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用案例:在量子化學(xué)領(lǐng)域,研究人員通過(guò)量易伏平臺(tái)可以調(diào)用量子計(jì)算真機(jī)計(jì)算分子基態(tài)能量,未來(lái)有望助力鋰電池材料的高效研發(fā);此外,量易伏還支持調(diào)用量子算力進(jìn)行人工智能與組合優(yōu)化方面的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。全新的量子計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的問(wèn)題求解,雖然剛起步規(guī)模較小,但是很具有革命性。

段潤(rùn)堯表示,百度將致力于構(gòu)建開(kāi)放、可持續(xù)的百度量子生態(tài)。作為百度量子生態(tài)發(fā)展的重要一環(huán),百度量子平臺(tái)將用戶和量子服務(wù)緊密結(jié)合,賦能教育、科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域,同時(shí)不斷促進(jìn)量子計(jì)算技術(shù)與教育的普及,是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研融合的中心舞臺(tái)。

“現(xiàn)在正是播種量子樹(shù)的黃金季節(jié)!”演講最后,段潤(rùn)堯以樹(shù)為喻,對(duì)量子科技寄予高度期望:量子科技的發(fā)展要有長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略謀劃和系統(tǒng)布局,特別是對(duì)相關(guān)人才隊(duì)伍的培養(yǎng)勢(shì)在必行,這是一個(gè)需要長(zhǎng)期為之奮斗的事業(yè)。未來(lái),量子科技將持續(xù)為AI和云計(jì)算注入新活力、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)。百度也將積極推動(dòng)量子計(jì)算的前沿技術(shù)發(fā)展與落地應(yīng)用的新場(chǎng)景和新業(yè)務(wù),為量子計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展和繁榮持續(xù)貢獻(xiàn)力量。