科学家首次实现量子机器学习算法

(记者杨)由中国科学技术大学潘剑伟教授和他的同事陆朝扬、刘乃乐组成的研究团队在世界上首次实现了量子机器学习算法。这是量子计算在大数据分析和人工智能领域的开创性实验工作。《物理评论快报》最近公布了结果，物理组织网站等科学新闻媒体也对这项工作进行了专题报道。

机器学习是人工智能的核心。通过让机器模拟人类的学习行为，并智能地从过去的经验中获得经验，它可以提高整体性能，重组内部知识结构，并准确地推断未知事件。机器学习广泛应用于科学和工程等许多领域，如金融分析、数据挖掘、生物信息学、医学诊断、电子商务等。

人类产生的电子数据正以每两年翻一番的速度爆炸。另一方面，很难进一步减小经典计算机芯片的尺寸，并且计算速度的进一步提高是有限的。科学家预测，像机器学习这样的大数据分析任务在未来将面临大数据爆炸式增长的巨大挑战。理论上，据估计，使用世界上最快的天河二号超级计算机计算20亿维向量之间的距离需要几年时间，而使用千兆赫时钟频率的量子计算机可以在不到一秒钟的时间内完成。

潘剑伟团队开发了世界领先的实现光量子计算物理的研究平台，是世界上第一个实验和实现基于量子比特的机器学习算法演示的团队。该算法利用高维量子态对经典数据进行编码，通过量子逻辑运算准备高维量子态和辅助量子位之间的纠缠，并利用量子纠缠特性带来的并行计算优势快速提取矢量间距离等重要信息。

评论家认为这项工作“非常具有前瞻性和高度的兴趣”，并且“在量子机器学习这个重要而有趣的主题领域迈出了第一步”。

中国科学新闻(2015-04-01，第一版集锦)