量子計(jì)算處理人像獲指數(shù)級(jí)加速 量子計(jì)算行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

• 2021年8月8日 YeYuJuan來源：科技日?qǐng)?bào) 1292 84
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量子計(jì)算將會(huì)在各個(gè)行業(yè)中有越來越多的應(yīng)用，特別是那些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)被證明效率低下的一些情況下。量子計(jì)算的出現(xiàn)，為經(jīng)典計(jì)算機(jī)算力的躍遷帶來可能，但是目前量子計(jì)算技術(shù)仍處于初級(jí)階段，距離解決工程規(guī)模的問題可能還需5-7年。預(yù)計(jì)，2027年，全球量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)1

量子計(jì)算處理人像獲指數(shù)級(jí)加速

據(jù)了解，本源量子團(tuán)隊(duì)基于自主研發(fā)的量子機(jī)器學(xué)習(xí)框架VQNet，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的量子生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(QGAN)可用于圖像處理領(lǐng)域，比如人像的修復(fù)。與經(jīng)典計(jì)算機(jī)相比，量子計(jì)算處理圖像在時(shí)間上具有指數(shù)級(jí)提升，在空間上處理的數(shù)據(jù)量也將隨之呈指數(shù)級(jí)增加。其應(yīng)用體驗(yàn)于8月5日正式上線。

據(jù)研發(fā)人員介紹，GAN網(wǎng)絡(luò)在人工智能領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用，但在實(shí)際算法及應(yīng)用處理過程中，數(shù)據(jù)集的訓(xùn)練收斂性及計(jì)算速度上，GAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、模型的評(píng)估上，判別模型的對(duì)抗性和穩(wěn)健性上都是考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。結(jié)合量子計(jì)算，實(shí)現(xiàn)量子生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，即QGAN，就能利用量子計(jì)算的并行計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，通過量子線路實(shí)現(xiàn)量子生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，可以加速數(shù)據(jù)集訓(xùn)練速度，并有效提升網(wǎng)絡(luò)模型精度。該網(wǎng)絡(luò)模型和算法的實(shí)現(xiàn)，在理論和算法實(shí)驗(yàn)運(yùn)行上都證明了與經(jīng)典的GAN網(wǎng)絡(luò)相比，具有指數(shù)級(jí)的算法優(yōu)勢(shì)。

利用QGAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)在圖像修復(fù)方面的應(yīng)用示例，展現(xiàn)了量子計(jì)算機(jī)的生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)在人像修復(fù)領(lǐng)域擁有相對(duì)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)的速度優(yōu)勢(shì)和空間優(yōu)勢(shì)，證明了基于超導(dǎo)量子比特技術(shù)的量子機(jī)器學(xué)習(xí)可行性，在量子領(lǐng)域邁出了重要一步。

量子計(jì)算行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

在一些傳統(tǒng)行業(yè)，以現(xiàn)有人類科技的計(jì)算能力，所消耗的時(shí)間和成本巨大，如生物制藥、化工、能源等;還有另一些本身對(duì)計(jì)算能力要求較高達(dá)到科技行業(yè)，也將會(huì)是量子計(jì)算實(shí)現(xiàn)商用的領(lǐng)域。例如：搜索、數(shù)字安全。人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等等。

在2020年初，實(shí)驗(yàn)性量子計(jì)算機(jī)演示只需消耗世界上最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)大約萬分之一的能量，性能卻超過了它們的1,000倍甚至更多，但是演示的應(yīng)用看起來更像量子計(jì)算機(jī)自測(cè)。如果量子計(jì)算機(jī)注定要成功，那么它們將通過提高相關(guān)性和通用性來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橛?jì)算優(yōu)勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)。隨著傳統(tǒng)計(jì)算模式的增長(zhǎng)正在趨近瓶頸，需要找到一個(gè)新的計(jì)算模式，來解決傳統(tǒng)計(jì)算無法解決的問題。這個(gè)新的計(jì)算模式，就是量子計(jì)算。由于量子計(jì)算的特性，“在不久的將來，量子計(jì)算可以改變世界”已經(jīng)成為了共識(shí)。

隨著越來越多的玩家深入到這個(gè)行業(yè)，量子計(jì)算將會(huì)在各個(gè)行業(yè)中有越來越多的應(yīng)用，特別是那些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)被證明效率低下的一些情況下。量子計(jì)算的出現(xiàn)，為經(jīng)典計(jì)算機(jī)算力的躍遷帶來可能，但是目前量子計(jì)算技術(shù)仍處于初級(jí)階段，距離解決工程規(guī)模的問題可能還需5-7年。預(yù)計(jì)，2027年，全球量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到107億美元。

可以預(yù)見的是，在所有商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不存在偶然爆發(fā)的情況下，前5年的發(fā)展將非常平穩(wěn)。生物醫(yī)藥和化工行業(yè)作為龐大的行業(yè)，在量子元年應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模將占據(jù)大部分份額，隨著時(shí)間推移，搜索、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)字安全三個(gè)行業(yè)憑借本身對(duì)計(jì)算的直接需求，將以量子計(jì)算作為時(shí)代跳板，市場(chǎng)規(guī)模占比逐漸擴(kuò)大，成為量子計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的主流。

量子計(jì)算行業(yè)研究報(bào)告主要分析了量子計(jì)算行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模、量子計(jì)算市場(chǎng)供需求狀況、量子計(jì)算市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)狀況和量子科技主要企業(yè)經(jīng)營(yíng)情況、量子計(jì)算市場(chǎng)主要企業(yè)的市場(chǎng)占有率，同時(shí)對(duì)量子計(jì)算行業(yè)的未來發(fā)展做出科學(xué)的預(yù)測(cè)。

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