量子人工智能应用的关键:灵活的编程语言

煤油灯科技2022-07-05 08:15

量子计算的进步有望重塑当今已知和部署的人工智能(AI)。这一发展极大地扩展了人工智能在企业和商业领域的应用范围,甚至可能越来越接近人工通用智能。还有另一个承诺是将量子计算、人工智能和编程语言融合到一个单一的计算环境中。

这种能力结合的潜在影响是巨大的。深度学习应用程序将运行得更快。它们所解决的问题的复杂性将超过传统的先进机器学习方法。统计和象征性人工智能将同时运行,而从能源生产到金融等垂直领域将从中受益。

然而,如果没有灵活的人工智能编程语言,这一切都不会发生。这类编程语言对于编写由量子计算支持的AI算法、创建具有转换它们所部署的用例能力的高级应用程序来说是不可或缺的。

通过利用这些具有支持面向对象、反射、过程和函数式编程以及元编程范式的能力 的自适应编程语言,组织可以利用这些功能的结合来实现以其他方式无法实现的水平生产力。

编程语言

编程语言作为编写有效量子人工智能应用程序的基础,为此任务量身定制的自适应编程语言对开发人员非常有帮助。这些高级语言可以轻松缩短编写代码所需的时间,同时提高吞吐量。最好的方法涉及函数式编程,它通常与命令式编程相对比,而且被认为优于命令式编程。

这些人工智能语言在程序运行时的动态变化能力,优于依赖批处理方法的语言,在批处理方法中,程序必须在输出之前编译和执行。此外,这些量子人工智能编程语言可以将数据和代码编写为表达式。由于这些框架中的函数是像列表一样编写的,它们很容易像数据一样处理,所以特定的程序实际上可以通过元编程操作其他程序,这是其底层灵活性的关键。这一优势也转化为性能优势,在涉及基因组学的生物信息学应用程序中,这些语言的运行速度要快得多,这些应用程序由各种人工智能维度辅助。

人工智能效应

当通过灵活的编程语言来开发人工智能时,量子计算使组织能够以比其他方式更快、更大规模地执行人工智能计算。这些编程语言还支持由量子计算增强的统计和象征人工智能方法。例如,优化问题传统上是在支持约束之间的智能推理的知识图设置中解决的。

例如,对于高级机器学习 (ML) 的应用,编写由量子计算强化的人工智能算法可以减少将新药物推向市场所需的时间。甚至还有数据科学应用程序普遍适用于以更少的计算开销训练更好的 ML 模型。在所有这些用例中,设计由量子计算增强的人工智能解决方案的关键是一系列编程语言,这些语言使开发人员能够编写明确受益于量子计算方法的速度和可扩展性的算法。

量子计算

尽管还有其他几种方法,但量子计算提供上述好处的两种主要方式是通过量子计算和量子退火。这些功能中的每一个都涉及到用于量子计算机的专门硬件,在处理人工智能变得超负荷的规模和速度方面,量子计算机比传统计算机更有效。量子计算机用量子比特将信息编码为0、1或两者同时编码,而传统计算机只能将它们编码为0或1。叠加这些状态的能力是量子机器一次处理大量数据的方式之一。

另一种是通过量子退火,这是自然的反映,它通过达到计算机的最低能量状态来解决甚至 NP-hard 问题。传统计算机需要指数级的时间来解决某些问题,例如与车辆、燃料消耗、交付目标等相关的优化问题。量子退火方法加快了解决此类问题所需的时间,提供了一定程度的可操作效率,这对于旅行和运输行业的物流或路由设备至关重要。

编程语言守门人

应用量子计算加速和支持人工智能对社会和企业的整体效用的好处是显而易见的。然而,很少有人关注用于设计这些量子人工智能应用程序的编程语言。这些框架是未来量子人工智能的守门人。聪明的组织正在利用它们这种不断增长的发展。



原文链接:https://venturebeat.com/2022/07/02/the-key-to-quantum-computing-ai-applications-flexible-programming-languages/


---煤油灯科技victorlamp.com翻译整理---

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