光子量子芯片正在让人工智能变得更智能、更环保

最近的科学突破重塑了未来技术的发展。一方面，机器学习和人工智能已从日常任务到科学研究彻底改变了我们的生活。另一方面，量子计算已成为一种新的计算范式。

这两个前景广阔的领域相结合，开辟出了一条新的研究方向：量子机器学习。该领域旨在探索算法在量子平台上运行时，在速度、效率或准确性方面可能获得的提升。然而，在当前技术水平的量子计算机上实现这种优势仍是一个开放挑战。

这正是国际研究团队取得突破之处——由维也纳大学科学家们设计并开展了一项创新实验。该实验装置的核心是由米兰理工大学（意大利）制造的量子光子电路，其上运行着Quantinuum（英国）研究人员首创的机器学习算法。目标是利用光子量子计算机对数据点进行分类，并分离出量子效应的贡献，从而理解其相对于经典计算机的优势。实验表明，即便是小规模的量子处理器也能优于传统算法。"我们发现，在特定任务中，我们的算法比经典算法出错较少，"项目负责人、维也纳大学的菲利普·瓦尔特解释道。"这意味着现有量子计算机无需超越最先进技术也能展现优异性能，"《自然·光子学》期刊论文第一作者尹正浩补充道。

这项新研究的另一亮点在于光子平台相较标准计算机可显著降低能耗。"鉴于机器学习算法因能耗过高而日益难以实施，这一点对未来至关重要，"共同作者艾瑞斯·阿格雷斯蒂强调。

该研究成果对量子计算（因其明确了能从量子效应获益的任务）和经典计算均产生深远影响。事实上，受量子架构启发的新算法有望被设计出来，从而实现更优性能并降低能耗。