人工智能与量子科技融合,量子智能开启技术变革新征程
融合量子科技与人工智能两大前沿技术的量子智能,正成为深度交叉融合的战略高地。一方面,人工智能为量子研究提供强大助力,推动量子科学发展,提升量子设备性能;另一方面,量子计算进入中等含噪规模(NISQ)时代,为人工智能发展提供前所未有的算力支持。
9月21日,以“AI量子:量子智能”为主题的浦江创新论坛专题论坛在上海张江科学城举行。来自海内外的量子科技领域专家,共同探讨量子人工智能领域当下亟需解决的关键科学问题和近期发展机遇。

姚期智院士对于量子智能的未来展望。
AI与量子计算的相互赋能
中国科学院院士、清华大学交叉信息研究院院长姚期智在“量子与AI的时代展望”主题演讲中提到,AI能赋能量子技术。量子纠错是实现量子计算机的主要瓶颈之一,谷歌在该领域实现指数级的错误降低,其核心技术AlphaQubit是为量子纠错设计的解码器,它是一个经AI机器学习训练的神经网络,采集数千个用量子模拟得到的样本。他表示,目前国内在用AI赋能量子纠错领域的研究已达全球先进水平。
中国科学院院士、北京大学物理学院教授、深圳国际量子研究院院长俞大鹏表示,“一旦量子计算取得进展,将会为AI产业方面的算力瓶颈带来新的解决方案”。近年来,人工智能发展迅速,但面临经典算力瓶颈制约,摩尔定律逼近极限,传统计算性能增长趋缓。而量子计算凭借量子叠加与纠缠带来的指数级并行处理能力,有突破现有算力瓶颈的潜力。
目前,研究者积极探索利用量子计算加速机器学习训练、降低计算成本并增强模型表达能力。虽量子技术存在噪声和规模限制,但已在特定任务中表现出加速效果。上海量子科学研究中心、上海人工智能实验室联合团队上个月成功利用人工智能在60毫秒内构建两千余个原子阵列,创下新纪录,彰显上海在“AI + 量子”工程化方面的领先实力。这一突破推动了量子物理基础研究,也为量子计算实际应用奠定基础。随着量子硬件与算法进步,量子人工智能有望为药物研发、金融建模等领域带来变革。
亟待解决的原创短板
专家认为,量子智能作为新兴领域,国内最大挑战是缺乏原始创新。
姚期智对中国在人工智能应用、赋能方面的发展较为乐观,认为在可见未来不会落后。他表示,中国科学家了解先进水平和重要发展方向,在“从1到100”的创新上处于领先,新应用、算法、观念出现,中国能快速跟进。但他指出,中国人工智能产业的相对弱点是源头创新,人才不足,需持之以恒补足。
俞大鹏提出“量子计算人人有责”,量子计算涉及众多仪器设备,要将每个零配件做到世界一流,避免“内卷式竞争”和低水平重复建设,关注真正的“原始创新”。他还提到,要引导用户支持国产仪器设备迭代。
姚期智认为要给科学家为好奇心做科学发现的空间,但鼓励好奇心需平衡,不应让每个小孩都做原始科学探索,因为原始创新很痛苦。应将原始创新与工程开发人才分类,在同一框架下让两类人共存是难题,但必须做好。
多单位携手推动量子科技落地
论坛上,上海量子人工智能联合体、上海量子科技装备产业创新联盟宣布成立,上海量子计算十大应用场景发布,这些举措围绕上海市量子计算行动计划部署,服务国家量子科技发展战略,加大对量子人工智能前沿领域的布局。
上海量子人工智能联合体由复旦大学、上海期智研究院等12家科研机构和若干量子领域优势企业组成。未来五年,联合体将重点开展量子人工智能学科交叉研究,突破基础理论、关键核心技术与重点应用,培育高水平量子人工智能交叉人才团队。
上海量子科技装备产业创新联盟由上海科学院牵头,集聚长三角地区量子科技领域的重点企业及部分科研机构,肩负“产业集聚、攻关协同、标准制定、生态打造”四大核心使命。联盟旨在加强量子装备产业全链条协同,以关键元器件研发、核心装备攻关为重点,提升我国量子科技装备整体竞争力,加速量子技术的产业化应用。
上海量子计算十大应用场景覆盖电力、金融、物流、新能源与生物医药等领域。既聚焦实际应用需求,又展现量子在解决复杂问题和推动未来产业变革中的潜力,体现上海在量子计算应用与创新方面的前瞻布局和探索精神。
国网上海电科院电网技术中心主任潘爱强介绍,上海电网稳定性和可靠性高,但随着新能源增多和新型电力系统发展,面临供需平衡难度高、稳定运行压力大等问题。量子科技能让电网更智能、安全、高效,上海电力正研究量子计算优化可能性,加速探索量子技术在能源领域应用,融入上海市量子科技整体布局,为上海超大型城市电网安全、绿色运行努力。
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