高端賽車發(fā)動(dòng)機(jī)需要對(duì)其所有組件進(jìn)行調(diào)整并精確地協(xié)同工作，以提供最高質(zhì)量的性能。量子計(jì)算機(jī)中的處理器也可以這樣說，在執(zhí)行計(jì)算之前，必須以正確的方式調(diào)整其微妙的位。誰是從事這項(xiàng)量子調(diào)諧工作的合適技工?根據(jù)一個(gè)由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)的科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)的說法，這就是人工智能。

研究小組在《Physical Review Applied》雜志上的論文概述了一種方法，該方法可以教AI如何對(duì)微小的量子點(diǎn)進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)的調(diào)整，這些微小的量子點(diǎn)是創(chuàng)建量子比特或“量子比特”的許多有前途的設(shè)備之一，這些設(shè)備將形成在量子計(jì)算機(jī)的處理器中切換。

精確地調(diào)整點(diǎn)對(duì)于將其轉(zhuǎn)換為功能正常的量子位至關(guān)重要，直到現(xiàn)在，人工操作人員仍需艱苦地完成這項(xiàng)工作，這需要數(shù)小時(shí)的工作才能為單個(gè)計(jì)算生成甚至很少的量子位。

一臺(tái)具有許多相互作用量子位的實(shí)用量子計(jì)算機(jī)將需要更多的點(diǎn)(和調(diào)整量)，這超出了人類的能力，因此，研究小組的成就可能使基于量子點(diǎn)的處理從理論領(lǐng)域更接近工程現(xiàn)實(shí)。

NIST數(shù)學(xué)家Justyna Zwolak說：“量子計(jì)算機(jī)理論家們想象他們可以用成百上千個(gè)量子比特來做什么，但是房間里的大象卻是我們實(shí)際上一次只能使其中幾個(gè)工作。” “現(xiàn)在，我們有一條通向現(xiàn)實(shí)的道路。”

量子點(diǎn)通常包含電子，這些電子被限制在半導(dǎo)體材料中的緊密盒狀空間中。形成盒子壁的是半導(dǎo)體表面上方的幾個(gè)金屬電極(所謂的門)，這些金屬電極上施加了電壓，從而影響量子點(diǎn)的位置和電子數(shù)量。柵極根據(jù)其相對(duì)于點(diǎn)的位置，以不同的方式控制電子。

為了使點(diǎn)按您想要的方式工作(例如，充當(dāng)一種qubit邏輯開關(guān)或另一種形式)，必須將柵極電壓調(diào)整為恰好合適的值。通過測(cè)量流過量子點(diǎn)系統(tǒng)的電流，然后稍微改變柵極電壓，然后再次檢查電流，可以手動(dòng)進(jìn)行此調(diào)整。而且您涉及的點(diǎn)(和門)越多，同時(shí)調(diào)整它們的難度就越大，以便獲得可以正常工作的量子位。

簡(jiǎn)而言之，這不是任何人類機(jī)械師都會(huì)為輸給機(jī)器而感到難過的演出。

威斯康星大學(xué)麥迪遜分校物理系的研究生湯姆·麥克瓊肯說，“這通常是由研究生完成的工作。” “我可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)調(diào)整一個(gè)點(diǎn)，而兩個(gè)點(diǎn)可能要花一天的時(shí)間來調(diào)節(jié)旋鈕。我可以做四件事，但是如果我需要回家睡覺的話就不能。隨著這一領(lǐng)域的發(fā)展，我們無法花數(shù)周的時(shí)間來準(zhǔn)備好系統(tǒng)—我們需要將人員排除在外。”

但是，圖片正是McJunkin在調(diào)整點(diǎn)時(shí)所看的東西：他處理的數(shù)據(jù)以視覺圖像的形式出現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)到AI很擅長(zhǎng)識(shí)別。只要有很多需要識(shí)別的示例，稱為卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的AI算法就已經(jīng)成為自動(dòng)圖像分類的常用技術(shù)。因此，在聯(lián)合量子研究所的杰克·泰勒(Jake Taylor)的監(jiān)督下，研究小組的Sandesh Kalantre創(chuàng)建了一個(gè)模擬器，該模擬器可以生成數(shù)千個(gè)量子點(diǎn)測(cè)量圖像，并可以將其作為訓(xùn)練演習(xí)提供給AI。

Zwolak說：“我們模擬所需的qubit設(shè)置，并在一夜之間運(yùn)行它，而到了早晨，我們擁有訓(xùn)練AI以自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)所需的所有數(shù)據(jù)。” “而且我們將其設(shè)計(jì)為可在任何基于量子點(diǎn)的系統(tǒng)上使用，而不僅僅是我們自己的系統(tǒng)。”

該團(tuán)隊(duì)從一個(gè)小規(guī)模開始，使用兩個(gè)量子點(diǎn)的設(shè)置，他們驗(yàn)證了在一定的約束下，他們訓(xùn)練有素的AI可以將系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整到所需的設(shè)置。它不是完美的-他們確定了需要提高該方法可靠性的幾個(gè)領(lǐng)域-并且他們還不能使用它來調(diào)整成千上萬個(gè)相互連接的量子點(diǎn)。但是即使在此早期階段，它的實(shí)踐能力也是不可否認(rèn)的，這使熟練的研究人員可以將寶貴的時(shí)間花在其他地方。

茲沃拉克說：“這是一種使用機(jī)器學(xué)習(xí)來節(jié)省勞動(dòng)力的方法，并且最終可以做一些人類不擅長(zhǎng)的事情。” “我們都可以識(shí)別三維貓，這基本上就是帶有幾個(gè)經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整的門的單個(gè)點(diǎn)。許多點(diǎn)和門就像一只10維貓。人類甚至看不到10D貓。但是我們可以訓(xùn)練一個(gè)AI來識(shí)別它。”

　　免責(zé)聲明：本文由用戶上傳，與本網(wǎng)站立場(chǎng)無關(guān)。財(cái)經(jīng)信息僅供讀者參考，并不構(gòu)成投資建議。投資者據(jù)此操作，風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。 如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除！