人工智能中的机器学习应用（例如语音识别和数字个人助理）已经成为我们现代生活的一部分。在实际中，一个很关键的问题是如何加快智能机器的学习速度。近日，维也纳大学的一项实验帮助解决这一问题，他们的研究表明通过量子技术可以加快机器学习过程。由奥地利、德国、荷兰和美国组成的国际合作中，物理学家将单光子量子处理器用于机器人，从而实现了这一结果。这项工作为量子人工智能的未来应用做出了贡献，该实验发表在近期的《Nature》杂志上。

那些电脑游戏对战、能识别人声音或帮助寻找最佳治疗方法的机器人，只是近几年人工智能领域中的一些惊人应用。不断寻求更好的机器学习算法引发了一个问题：即如何通过某种方式实现加快学习速度。最近在量子技术方面的巨大进步证明了量子物理学的潜力，不仅因为其有奇特而令人费解的理论，而且还能应用在现实生活中。因此将量子技术与机器学习这两个领域融合在一起的想法孕育而生。

在过去的几年里，很多科学家已经开始研究如何在这两个世界之间建立桥梁，研究量子力学可以以何种方式对机器学习有益。在菲利普·沃尔瑟（Philip Walther）领导的这项国际合作中，来自维也纳大学实验物理学家团队与因斯布鲁克大学、奥地利科学院、莱顿大学和德国航空航天中心的理论学家一起，在实验方面首次成功证明了使用量子技术可以使机器学习的速度加快。该团队利用了单光子并耦合到由麻省理工学院设计的集成光子处理器中。

简单来说，可以想象一个站在十字路口的机器人来理解该实验，该机器人的任务是学习始终向左转，机器人在执行正确的动作时会获得学习奖励。现在，如果将机器人放置在我们所处的经典世界中，那么它将尝试左转或右转，并且只有在选择了左转的情况下才能获得奖励。而当机器人利用量子技术时，量子物理学的奇异特性开始发挥作用。机器人可以利用其最著名、最独特量子叠加原理。可以想象一下机器人能同时向左和向右旋转，能更直观地理解这一概念。与因斯布鲁克大学团队一起研究量子人工智能的理论思想家汉斯·布里格尔（Hans Briegel）说道：“它的关键功能是可实现一种量子搜索算法，从而减少找到正确路径的尝试次数。实验结果表明，利用叠加态进行探索的机器学习要比经典机器学习速度快得多。”

通过使用量子计算来增强机器学习速度的这一演示实验展示了将这两种技术结合在一起会具有很好的优势。菲利普·沃尔瑟说道：“我们才刚刚开始了解量子人工智能的可能性。因此每一项新的实验结果都为该领域的发展做出了贡献，它目前被视为量子计算领域最具前景的应用之一” 。（编译/Rainet）