京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
量子计算应对大数据挑战: 中国科大首次实现量子机器学习算法
中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、刘乃乐等组成的研究团队在国际上首次实现量子机器学习算法。日前,国际权威物理学期刊《物理评论快报》发表了这一论文。这是量子计算应用于大数据分析和人工智能领域的开创性实验工作。
机器学习是人工智能的核心,通过使机器模拟人类学习行为,智能化地从过去的经历中获得经验,从而改善其整体性能,重组内在知识结构,并对未知事件进行准确的推断。机器学习在科学和工程诸多领域都有着非常广泛的应用,例如金融分析、数据挖掘、生物信息学、医学诊断等。生活中常见的一些智能系统也广泛使用机器学习算法,例如电子商务、手写输入、邮件过滤等。
随着大数据时代的到来,人类产生的电子数据正在以每两年翻一番的增幅爆炸式增长。据估计,人类在过去三年间产生的数据总量超过了之前几千年产生的数据总量。另一方面,随着后摩尔时代的到来,经典计算机芯片尺寸难以进一步缩小,计算速度的进一步提升受到限制,科学家预测机器学习等大数据分析任务在未来或面临大数据爆炸式增长的巨大挑战。
应对这一挑战,欧美主要发达国家政府和高科技公司已经在积极整合研究力量和资源,抢滩布局,力争在量子信息技术应用方面占据先机。例如,2013年,美国国家航空航天局和Google联合成立了量子人工智能实验室。2014年,英国牛津大学、诺基亚公司、和全球最大军火供应商洛克希德马丁公司合建了量子优化和机器学习中心。
2013年,美国麻省理工学院(MIT)塞斯·罗伊德(Seth Lloyd)教授提出理论预言,利用量子系统在处理高维向量上的并行计算优势,可以为机器学习带来指数量级的加速,将能远远超越现有经典计算机的运算速度。理论估计,计算两个亿亿亿维向量的距离,用目前最快的、每秒钟亿亿次运算速度的经典计算机大概需要十年,而用GHz时钟频率的量子计算机则可需要不到1秒的时间。
潘建伟小组发展了世界领先的光量子计算物理实现研究平台,在国际上率先实验实现了基于量子比特的机器学习算法演示。该算法的核心是通过以经典数据编码的微观量子态和辅助量子比特的纠缠,快速提取出不同向量间的内积、欧几里得距离等信息。审稿人一致评价该工作“非常前沿,具有高度的兴趣”、“在量子机器学习这个重要而有趣的课题迈出了第一步”。PhysOrg等国际科学新闻媒体报道了这一工作。
在中科院、教育部、科技部和基金委的长期支持下,潘建伟团队对光学量子计算开展了系统性和战略性的研究,取得了一系列开创性的成果:在世界上率先实现了五光子、六光子、八光子纠缠,制备了最高品质量子点单光子源,构建了基于多光子比特操纵的量子计算演示验证平台,开展了光子逻辑门、容失编码、拓扑量子纠错、多自由度隐形传态等面向可扩展量子计算的研究,首次实现了肖尔大数分解算法、任意子分数统计的量子模拟、求解线性方程组量子算法和量子人工智能算法等,在光学量子计算领域一直保持着国际领先地位。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在数据分析、业务监控、质量检测与风险管控工作中,数据波动性是衡量数据稳定性、业务健康度、结果可信度的核心依据。数据波动代 ...
2026-08-18很多分析师在设计标签时思路清晰,但真到落地环节却面临“数据在手,不知如何转化为可用标签”的困境:或因加工方式选择不当导致 ...
2026-08-18在数据分析、业务评价、产品评级、用户分层与综合决策场景中,单一指标往往无法全面、客观地评价事物整体水平。现实中的评价对象 ...
2026-08-18在数理统计、假设检验、数据分析与机器学习领域中,卡方分布(χ²分布)是继正态分布、t分布之后最重要的连续型概率分布之一。 ...
2026-08-17在Python数据清洗、文本校验、账号密码规则校验、脏数据过滤、字符串规整化处理中,正则表达式是最高效、最常用的文本匹配工具。 ...
2026-08-17 很多分析师每天和数据打交道,但当被问到“标签是什么”“标签和指标有什么区别”“标签体系如何设计”时,却常常答不上来。 ...
2026-08-17手游行业具备用户迭代快、竞争激烈、用户粘性易流失的典型特征。随着新游持续上线、玩家审美升级、玩法疲劳等问题出现,存量用户 ...
2026-08-14在数字化产品运营、商业数据分析、业务增长管理中,零散的指标统计无法支撑系统性的业务决策。单一的点击率、转化率、销量数据只 ...
2026-08-14 很多数据分析师每天都在写SQL,但当被问到“数据查询语言(DQL)的本质是什么”“SELECT语句中各子句的书写顺序与实际执行顺 ...
2026-08-14在数据库数据分析、数据清洗、报表统计与业务查询场景中,日期时间是最高频、最核心的基础字段。数据库中存储的日期格式多样,包 ...
2026-08-13在数据统计分析与数据清洗工作中,箱线图是一种简洁高效、客观性强的数据可视化图表,能够直观呈现数据集的分布特征、离散程度和 ...
2026-08-13 很多数据分析师写过无数个SELECT查询,但当被问到“如何新建一张表来固化中间数据”“创建视图和创建物理表有什么区别”“视 ...
2026-08-13在自动化办公、数据采集、定时统计、日志清理、系统监控等场景中,程序往往需要按照固定时间间隔重复执行指定任务,这种运行机制 ...
2026-08-12在数据分析日常工作中,Excel数据筛选是数据清洗、数据提取、样本筛选的核心基础操作。传统Excel手动筛选、函数筛选方式,面对多 ...
2026-08-12 很多数据分析师精通Excel函数和数据透视表,但当被问到“数据从哪里来”“表和视图有什么区别”“数据库管理系统和SQL是什么 ...
2026-08-12在数据分析、统计建模、数据挖掘与商业调研过程中,原始数据往往无法做到绝对干净规整。受系统故障、人工录入失误、设备误差、突 ...
2026-08-11在数据分析工作中,聚类分析是典型的无监督学习方法,核心作用是依据数据自身的多维特征,将相似样本自动划分为若干类别,实现“ ...
2026-08-11 很多企业团队并非缺乏指标,而是陷入“指标失控”:仪表盘上堆满实时跳动的数据,却无法回答“当前瓶颈在哪、下一步该做什么 ...
2026-08-11AB实验是互联网产品迭代、营销优化、功能升级的核心科学验证手段,通过流量随机分组、对照组与实验组对比,科学验证策略、功能、 ...
2026-08-10在MySQL数据库优化中,索引是提升查询效率、降低数据库IO开销、优化系统性能的核心手段。普通单列索引仅适配简单查询场景,面对 ...
2026-08-10