Thông tin lượng tử và trí tuệ nhân tạo đều là các lĩnh vực công nghệ tiên tiến trên thế giới hiện nay. Trong những năm gần đây, ngày càng có nhiều nhà nghiên cứu tích hợp cả hai, nhằm mục đích đạt được tính toán và ra quyết định nhanh hơn, chính xác hơn và hiệu quả hơn. Trí tuệ nhân tạo lượng tử (QAI) ra đời. Nó tận dụng các thuộc tính đặc biệt của máy tính lượng tử, chẳng hạn như chồng chất lượng tử và vướng víu lượng tử, để tăng tốc học máy và tối ưu hóa các thuật toán cho các ứng dụng AI hiệu quả và chính xác hơn.
Với sự phát triển và ứng dụng của máy tính lượng tử, trí tuệ nhân tạo lượng tử dự kiến sẽ trở thành một hướng phát triển quan trọng trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo và có nhiều triển vọng ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp.
Tình trạng phát triển của ngành công nghiệp trí tuệ nhân tạo lượng tử
Ngành công nghiệp trí tuệ nhân tạo lượng tử đang ở giai đoạn quan trọng của nghiên cứu và phát triển công nghệ sớm và đột phá, và các tổ chức và doanh nghiệp nghiên cứu khoa học trong nước và nước ngoài đã tăng đầu tư R & D của họ vào điện toán lượng tử, trí tuệ nhân tạo và các lĩnh vực khác, và chuỗi công nghiệp ban đầu có hình dạng. Hơn 150 công ty điện toán lượng tử trên khắp thế giới đã cố gắng khám phá các kịch bản ứng dụng và thuật toán trí tuệ nhân tạo lượng tử để cùng nhau thúc đẩy xây dựng sinh thái công nghiệp.
1
Ngành công nghiệp thượng nguồn của trí tuệ nhân tạo lượng tử chủ yếu liên quan đến nghiên cứu và phát triển và sản xuất các thiết bị phần cứng và cốt lõi cơ bản, và cung cấp hỗ trợ phần cứng cần thiết cho các ứng dụng kỹ thuật giữa dòng và hạ nguồn. Phần cứng cơ bản cốt lõi bao gồm hệ thống đo và điều khiển vi sóng, hệ thống làm lạnh, các thành phần vi sóng nhiệt độ thấp, hệ thống chân không, thiết bị laser và quang học, v.v. Các thiết bị cần thiết để phát triển máy tính toán lượng tử bao gồm chip lượng tử, cảm biến lượng tử, máy tạo số lượng lượng tử, v.v.
2. Mid -Stream của chuỗi công nghiệp: Liên quan đến sự phát triển của các thuật toán và ứng dụng trí tuệ nhân tạo, các doanh nghiệp tham gia đang tích cực khám phá để giành được cơ hội thị trường
Tầm trung của ngành công nghiệp trí tuệ nhân tạo lượng tử tập trung vào sự phát triển sâu sắc và đổi mới của các thuật toán và ứng dụng trí tuệ nhân tạo. Nhiều công ty khởi nghiệp phần mềm lượng tử khám phá việc sử dụng các lợi thế độc đáo của điện toán lượng tử để biến đổi và tối ưu hóa các thuật toán trí tuệ nhân tạo truyền thống, nhằm mục đích vượt qua nút thắt máy tính phức tạp khó giải quyết trong khung điện toán cổ điển. Ngoài ra, IBM và các gã khổng lồ công nghệ khác sẽ tiếp tục hoạt động trên các nền tảng và công cụ của Đám mây lượng tử để khám phá các khả năng ứng dụng của việc tích hợp trí tuệ nhân tạo vào nền tảng.
3
Chuỗi ngành công nghiệp hạ nguồn của trí tuệ nhân tạo lượng tử cho thấy một bức tranh ứng dụng công nghiệp phong phú, bao gồm bảo mật truyền thông, sức khỏe y tế, công nghệ tài chính và các lĩnh vực khác. Ví dụ, trong lĩnh vực sức khỏe y tế, trí tuệ nhân tạo lượng tử có thể đẩy nhanh quá trình xử lý dữ liệu và vận hành thuật toán, thúc đẩy tiến trình chẩn đoán và điều trị cá nhân hóa, phân tích hình ảnh y tế, đổi mới nghiên cứu và phát triển thuốc và hỗ trợ phẫu thuật và hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ để cải thiện chất lượng và hiệu quả của các dịch vụ y tế. Hiện tại, các ứng dụng hạ nguồn của trí tuệ nhân tạo lượng tử vẫn đang được phát triển và khám phá, nhưng có thể dự đoán rằng không gian thị trường trong tương lai sẽ rất rộng.
Kịch bản ứng dụng chính của trí tuệ nhân tạo lượng tử
Hiện tại, trí tuệ nhân tạo lượng tử tương đối phong phú trong việc áp dụng các lĩnh vực công nghệ tài chính, dược phẩm sinh học, y tế và y tế, và nhiều ngân hàng, tổ chức tài chính, bệnh viện và các công ty dược phẩm trong và ngoài nước đã hợp tác với các doanh nghiệp công nghệ trí tuệ nhân tạo lượng tử để thực hiện các hoạt động ứng dụng có liên quan. Các sản phẩm liên quan cũng đã được ra mắt trong lĩnh vực điều hướng và định vị, và các nghiên cứu trường hợp sử dụng cũng đã bắt đầu trong các lĩnh vực mạng truyền thông, điều hướng và định vị, và các thành phố thông minh, với triển vọng thị trường rộng lớn trong tương lai.
1. Mạng truyền thông
So với 5G, 6G sẽ phải đối mặt với các vấn đề tính toán như tối ưu hóa kinh doanh quy mô lớn hơn, tối ưu hóa mạng quy mô lớn hơn, xử lý tín hiệu quy mô lớn hơn và đào tạo mô hình học máy quy mô lớn, và tính toán cổ điển và thuật toán đang phải đối mặt với áp lực lớn. Học máy lượng tử có lợi thế là tính toán song song theo cấp số nhân của điện toán lượng tử và tự nhiên có lợi thế là xử lý dữ liệu lớn, có thể mang lại xử lý tín hiệu, tối ưu hóa mạng và tối ưu hóa dịch vụ, cung cấp động lực mới cho trí thông minh mạng và là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng về trí thông minh nhân tạo lượng tử.
Đại học MIT và Kyung Hee đã tiến hành các nghiên cứu trường hợp sử dụng về việc áp dụng học máy lượng tử trong các mạng 6G có độ trễ thấp cực kỳ đáng tin cậy. Đối mặt với việc đóng chai sức mạnh điện toán mạng hiện tại và nhu cầu nâng cấp mạng truyền thông trong tương lai, China Mobile đã thực hiện nghiên cứu và khám phá về tính khả thi của ứng dụng của các thuật toán học máy lượng tử trong lĩnh vực giao tiếp và tích cực quảng bá ứng dụng hợp nhất trong các mạng 6G.
2. Công nghệ tài chính
Trí tuệ nhân tạo lượng tử sẽ tăng cường đáng kể tốc độ xử lý và độ sâu phân tích dữ liệu tài chính bằng cách tận dụng sức mạnh điện toán của nó vượt ra ngoài máy tính cổ điển, cho phép các tổ chức tài chính nắm bắt các động lực thị trường và xu hướng nhanh chóng và chính xác hơn. Về mặt tối ưu hóa danh mục đầu tư, các thuật toán AI có thể giải quyết chính xác các vấn đề tối ưu hóa danh mục đầu tư phức tạp và chiến lược đầu tư tối ưu cho các tổ chức tài chính. Việc tích hợp trí tuệ nhân tạo lượng tử với học máy và học sâu cũng sẽ thúc đẩy việc chuyển đổi thông minh các quy trình kinh doanh tài chính, giảm chi phí vận hành và cải thiện hiệu quả hoạt động.
3. Y sinh
AI lượng tử có thể giúp tăng tốc đáng kể quá trình phát triển và phát triển thuốc bằng cách mô phỏng và tối ưu hóa các phân tử ứng cử viên thuốc, cải thiện độ chính xác và hiệu quả sàng lọc, giảm chi phí nghiên cứu và phát triển và rút ngắn chu kỳ. Nó giúp tối ưu hóa thiết kế thử nghiệm lâm sàng và phát triển các giải pháp y tế được cá nhân hóa, và cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ cho y học chính xác. Ngoài ra, trí tuệ nhân tạo lượng tử cũng sẽ thúc đẩy độ chính xác của chẩn đoán bệnh và kế hoạch điều trị khoa học, bằng cách mô phỏng quá trình trao đổi chất của thuốc trong cơ thể và tương tác với mục tiêu, v.v., để cung cấp một cơ sở khoa học cho việc phát triển các kế hoạch điều trị.
4. Điều hướng
Sự kết hợp của các thuật toán trí tuệ nhân tạo và các cảm biến lượng tử có thể cung cấp một công nghệ thụ động độc lập với địa hình, mọi thời tiết để cung cấp điều hướng thời gian thực trong trường hợp tín hiệu GPS bị gián đoạn hoặc dừng, giải quyết các vấn đề điều hướng khi tín hiệu GPS bị can thiệp hoặc không có sẵn.
Xu hướng phát triển và giác ngộ của ngành trí tuệ nhân tạo lượng tử
Hiện tại, sự phát triển của ngành công nghiệp trí tuệ nhân tạo lượng tử đang phải đối mặt với những rủi ro và thách thức như một lượng lớn nghiên cứu và phát triển và đầu tư vốn, các mô hình kinh doanh trưởng thành chưa được thiết lập, tắc nghẽn kỹ thuật vẫn chưa bị phá vỡ, và các vấn đề bảo mật và bảo mật dữ liệu.
Tuy nhiên, như một định hướng phát triển quan trọng của thông tin lượng tử trong tương lai, sự chú ý của chính phủ và tất cả các bên trong chuỗi ngành cũng đã mang đến cơ hội phát triển tốt cho ngành công nghiệp trí tuệ nhân tạo lượng tử. Trong những năm gần đây, nhiều chính phủ đã cung cấp hỗ trợ chính sách và đầu tư tài chính cho việc phát triển ngành trí tuệ nhân tạo lượng tử. Ngay từ năm 2017, chính phủ Trung Quốc đã chỉ ra rõ ràng trong "Kế hoạch phát triển trí tuệ nhân tạo mới" mà theo hướng có thể dẫn đến sự thay đổi mô hình trí tuệ nhân tạo, bố cục hướng tới của học máy tiên tiến, máy tính thông minh giống như não, điện toán thông minh lượng tử và nghiên cứu cơ bản. Về mặt cung cấp, sự kết hợp giữa lượng tử và trí tuệ nhân tạo đã trở thành một lĩnh vực nóng bỏng của thăm dò biên giới toàn cầu, và nhiều doanh nghiệp và viện nghiên cứu khoa học đã tăng cường bố trí nghiên cứu của họ và bắt đầu thử khám phá kịch bản ứng dụng và khám phá kịch bản ứng dụng. Về mặt nhu cầu, so với công nghệ trí tuệ nhân tạo cổ điển, công nghệ trí tuệ nhân tạo lượng tử có thể cung cấp các giải pháp công nghiệp nhanh hơn và chính xác hơn, và nhu cầu từ các ngành công nghiệp chính như truyền thông, tài chính và chăm sóc y tế thúc đẩy sự phát triển và áp dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo lượng tử.
Các nhà khai thác có một lượng lớn tích lũy nghiên cứu trong lĩnh vực thông tin lượng tử và trí tuệ nhân tạo, và cũng đã bắt đầu tiến hành nghiên cứu và khám phá sơ bộ trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo lượng tử, và thực hiện nghiên cứu và xác minh các thuật toán học máy lượng tử. Trong tương lai, họ nên tiếp tục tăng cường sự chú ý của họ vào lĩnh vực trí tuệ nhân tạo lượng tử, kết hợp các nguồn lực và lợi thế của riêng họ, và thực hiện tích lũy công nghệ liên quan. Và thông qua hợp tác sinh thái và các cách khác để khám phá việc áp dụng giao tiếp, tài chính, y sinh và các lĩnh vực khác.