Деловой Монреаль — Новости Канады и Монреаля Монреаль, Квебек, Канада: новости, бизнес-каталог, реклама, объявления
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Physical Review Letters.
Кратко
- Учёные впервые запустили полноценную нейросеть на реальном квантовом компьютере.
- Для работы использовались существующие «шумные» квантовые процессоры.
- Квантовая нейросеть успешно распознавала изображения с цифрами.
- В эксперименте были задействованы всего 16 кубитов.
- По ряду показателей система превзошла классическую нейросеть аналогичной сложности.
В чём заключается научный прорыв?
До сих пор большинство исследований в области квантового искусственного интеллекта существовало лишь в виде математических моделей или компьютерных симуляций.
Американским исследователям впервые удалось:
- создать полноценную квантовую нейросеть;
- обучить её на реальном оборудовании;
- протестировать её на задаче распознавания изображений.
Это означает, что квантовые вычисления постепенно переходят из стадии теоретических разработок к практическому применению.
Кто руководил исследованием?
Работу возглавил профессор Университета штата Мэриленд Виктор Галицкий — один из ведущих специалистов в области квантовых алгоритмов.
Он является внуком известного советского физика-ядерщика Виктора Галицкого.
По словам исследователей, долгое время специалисты обсуждали возможность объединения искусственного интеллекта и квантовых вычислений, однако реальные эксперименты практически отсутствовали.
Как устроена квантовая нейросеть?
В основе разработки лежит квантовый аналог так называемого многослойного перцептрона — одной из самых простых архитектур искусственного интеллекта.
В новой системе:
- каждый кубит выполняет роль отдельного нейрона;
- взаимодействие кубитов имитирует работу обычной нейронной сети;
- обработка информации происходит по законам квантовой механики.
Главным преимуществом стало то, что разработанная архитектура может работать сразу на разных типах квантовых процессоров.
На каком оборудовании проходили испытания?
Учёные протестировали систему сразу на двух различных квантовых компьютерах.
Первый эксперимент проводился на процессоре, созданном в Университете штата Мэриленд на основе ионов иттербия.
Второй — на облачном квантовом компьютере компании IBM, использующем сверхпроводящие кубиты.
В обоих случаях нейросеть состояла из 16 кубитов, которые последовательно анализировали изображения и распознавали цифры.
Какие результаты получили исследователи?
Эксперимент оказался успешным.
Квантовая нейросеть:
- корректно распознавала изображения;
- показала более высокую точность, чем классическая нейросеть сопоставимого размера;
- успешно работала на двух различных архитектурах квантовых компьютеров.
Особенно удивило исследователей ещё одно наблюдение.
Оказалось, что реальные результаты оказались лучше, чем прогнозировали компьютерные модели.
Почему это стало неожиданностью?
Обычно шум считается одной из главных проблем современных квантовых компьютеров.
Однако в данном эксперименте произошло обратное.
Учёные обнаружили, что квантовые шумы каким-то образом улучшали качество распознавания изображений.
Пока механизм этого явления остаётся неизвестным.
Исследователи планируют провести дополнительные эксперименты, чтобы понять, каким образом шум способен повышать эффективность работы искусственного интеллекта.
Почему это важно?
Сегодня квантовые компьютеры всё ещё находятся на раннем этапе развития.
Если подобные результаты подтвердятся в дальнейшем, это может открыть новые возможности для:
- создания более мощных систем искусственного интеллекта;
- ускорения обработки больших массивов данных;
- разработки новых лекарств;
- решения сложных инженерных и научных задач;
- моделирования физических процессов, недоступных обычным компьютерам.
Фактически исследование показывает, что даже современные квантовые компьютеры, которые пока далеки от идеала, уже способны выполнять практические задачи.
Квантовые компьютеры долгое время воспринимались как технология далёкого будущего. Однако подобные эксперименты показывают, что эпоха их практического применения постепенно наступает уже сегодня. Пока речь идёт о небольших нейронных сетях и ограниченном числе кубитов, но история классических компьютеров развивалась по такому же сценарию. Если исследователям удастся научиться использовать особенности квантовой физики, включая парадоксальное влияние шумов, искусственный интеллект может получить совершенно новый уровень вычислительных возможностей.
Подробнее об этой и других новостях Монреаля можно узнать на нашей Телеграм-странице https://t.me/NewsCMG
