科学日报:机器人使用量子技术学习更快。

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一份来自奥地利维也纳大学的研究;
总结一下:

人工智能是我们现代生活的一部分。实际应用中的一个关键问题是智能机器的学习速度有多快。实验已经回答了这个问题,这表明量子技术可以加快学习过程。物理学家通过使用单光子量子处理器作为机器人来实现这一结果。

人工智能是我们现代生活的一部分。实际应用中的一个关键问题是智能机器的学习速度有多快。一个实验已经回答了这个问题,表明量子技术可以加速学习过程。物理学家通过使用单光子量子处理器作为机器人来实现这一结果。

机器人解决电脑游戏,识别人类声音,或者帮助找到最好的医疗:这些只是过去几年人工智能领域的几个惊人的例子。对更好机器的持续竞争导致了如何以及通过什么手段实现改进的问题。与此同时,量子技术的伟大最新进展也印证了量子物理的威力,不仅因为它的理论常常令人陌生和费解,还因为它在现实生活中的应用。于是,人们萌生了将这两个领域融合的想法:一方面是人工智能,它的自主机器;另一方面,量子物理,它强大的算法。

在过去的几年里,许多科学家开始研究如何连接这两个世界,以及量子力学如何证明对学习机器人有益,或者反之亦然。一些引人入胜的结果表明,例如,机器人可以更快地决定他们的下一步行动,或者使用特定的学习技术设计新的量子实验。然而,机器人仍然不能更快地学习,这是开发越来越复杂的自主机器的一个关键特征。

在菲利普·瓦尔特领导的国际合作中,来自维也纳大学的实验物理学家团队与来自因斯布鲁克大学、奥地利科学院、莱顿大学和德国巴赫空航天中心的理论家一起,首次通过实验成功证明了机器人实际学习时间的加速。该团队使用单个光子(光的基本粒子)耦合到麻省理工学院设计的集成光子量子处理器中。这个处理器被用作机器人并执行学习任务。在这里,机器人将学习将单个光子路由到预定的方向。“实验可以表明,与不使用量子物理的情况相比,学习时间大大缩短。”该出版物的第一作者瓦莱里娅·萨吉欧说。

简而言之,这个实验可以通过想象一个机器人站在十字路口来理解。提供的任务是学会总是左转。机器人通过做正确的动作获得奖励来学习。现在,如果把机器人放在我们通常的经典世界里,它会尝试左转或右转,只有当它选择左转时,它才会得到奖励。相反,当机器人使用量子技术时,量子物理的奇怪方面就会发挥作用。现在机器人可以利用其最著名和奇特的特征之一,即所谓的叠加原理。这可以通过想象机器人同时左右两圈来直观理解。这一关键特征可以实现量子搜索算法,减少学习正确路径的实验次数。因此,一个能够叠加探索环境的代理,会比其经典的同类产品学得更快。“汉斯-布里热尔说,他和他在因斯布鲁克大学的团队发展了量子学习代理理论。

实验证明,量子计算的使用可以增强机器学习,这表明这两种技术的结合具有很好的优势。菲利普·沃尔特说:“我们对量子人工智能可能性的理解才刚刚开始。“因此,每一个新的实验结果都会为这个领域的发展做出贡献,这个领域被认为是目前量子计算最肥沃的领域之一。”

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