تقویت یادگیری ماشینی با رایانش کوانتومی

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان، به نقل از «futurism»؛ فناوری های هوش مصنوعی و رایانش کوانتومی در عصر حاضر،  به یکی از اصلی ترین موضوعات روز تبدیل و کاربردهای گسترده ای برای آنها در نظر گرفته شده است. برای نمونه از هر دوی آنها برای تقویت امنیت سایبری استفاده می شوند. از طرفی دانشمندان چینی قصد دارند با بهره گیری از سامانه های کوانتومی، نسل جدیدی از اینترنت را راه اندازی کنند. با وجود این هر دو نمونه ی ذکر شده هنوز در مراحل اولیه ی توسعه ی خود قرار دارند.

برای نمونه اگر فردی با رایانه های سنتی بخواهد اطلاعات شخصی را از میان داده های 7 میلیارد نفر به دست آورد باید همه ی آن را بررسی کند؛ اما رایانش کوانتومی این وظیفه را تا میلیون ها بار سریعتر انجام می دهد.

عملکرد هوش مصنوعی امروزی تا حد زیاد محدود به الگوریتم های یادگیری ماشینی است که قابلیت انجام کارهای خاص را به صورت خودمختار دارند. بر اساس گزارش گروهی از پژوهشگران مرکز فناوری های کوانتومی دانشگاه ملی سنگاپور  قابلیت این گونه دستاوردها را می توان با بهره گیری از رایانش کوانتومی افزایش داد.

پژوهشگران نام برده طرحی را برای ایجاد الگوریتم سامانه های خطی کوانتومی» (quantum linear system algorithm) ارائه دادند. بر پایه ی این پیشنهاد و با کمک رایانه های کوانتومی، حجم بیشتری از داده ها، با سرعت بالاتری پردازش می شوند.

ژیکوان ژائو (Zhikuan Zha)، یکی از محققان تحقیق بالا گفت:

الگوریتم های کوانتومی گذشته تنها روی نوع خاصی از داده ها به کار گرفته می شوند. اگر ما بخواهیم از سرعت آن در زمینه های دیگر استفاده کنیم، باید آنها را بروزرسانی کنیم.

الگوریتم های کوانتومی مانند نمونه های سنتی دارای عملکردی گام به گام هستند، با این تفاوت که از ویژگی های درهم تنیدگی و برهمنهی کوانتومی بهره می برد.

الگوریتم های سامانه های خطی محاسبات را با استفاده از ماتریس بزرگی از داده ها انجام می دهد؛ اما انجام این نوع از محاسبات در رایانش کوانتومی به شکل سریعتری صورت خواهد گرفت.

ژائو افزود:

تجزیه و تحلیل یک ماتریس به محاسبات بسیاری نیاز دارد. زمانی که اندازه ی ورودی ها به بیش از 10 هزار در 10 هزار افزایش یابند، رایانه های سنتی به سختی وظیفه ی خود را انجام می دهند.

به عبارت دیگر الگوریتم سامانه خطی کوانتومی سرعتی بالاتر و توان پردازشی بیشتری را نسبت به سامانه های سنتی ارائه می دهد. اولین نمونه ی این الگوریتم ها در سال 2009 طراحی و تحقیقات روی حالت های کوانتومی هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی آغاز شد تا بتوان هوش مصنوعی قدرتمندتر به  وجود آورد.

یکی از پژوهشگران توضیح داد:

یادگیری ماشینی کوانتومی یک زمینه ی تحقیقاتی در حال ظهور است که تلاش می کند با کمک توان این حوزه سرعت انجام عملکردها را افزایش بدهد.

ژائو اشاره کرد تا زمانی که سخت افزار کاربردی کوانتومی ایجاد نشود، نمی توان از الگوریتم آنها به شکل مناسبی استفاده کرد. وی فکر می کند 3 تا 5 سال برای دستیابی به هدف مطرح شده زمان نیاز است.

1. _{Center of Quantum Technologies at the National University of Singapore}