چگونه محاسبات کوانتومی هوش مصنوعی را تغییر می‌دهد

محاسبات کوانتومی و هوش مصنوعی دو تا از متحول‌ترین فناوری‌های زمان ما هستند. و این دو فناوری به روش‌های جالبی شروع به ادغام می‌کنند. برای مثال، رایانه‌های کوانتومی می‌توانند برای آموزش مدل‌های هوش مصنوعی بسیار سریع‌تر و کارآمدتر از رایانه‌های کلاسیک استفاده شوند که منجر به توسعه سیستم‌های هوش مصنوعی قدرتمندتر و هوشمندتر می‌شود.

کمک محاسبات کوانتومی به هوش مصنوعی

الگوریتم‌های کوانتومی به دلیل توانایی آن‌ها در مدیریت کارآمد عملیات‌های ریاضی متراکم و نیازمندی‌های حافظه با پهنای باند بالا، تمایل طبیعی به سخت‌افزار واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) دارند.

این یک حجم کاری است که برای پردازنده‌های گرافیکی مناسب است، زیرا هوش مصنوعی برای پردازنده‌های گرافیکی مناسب است. تیموتی کوستا، مدیر HPC و محاسبات کوانتومی انویدیا می‌گوید محاسبات GPU به دلایل زیادی در طول عمر کوانتومی ضروری خواهد بود.

اصول کوانتومی

اجزای اصلی محاسبات کوانتومی عبارتند از:

• کیوبیت‌: کیوبیت‌ها بلوک‌های سازنده محاسبات کوانتومی هستند که می‌توانند در پوزیشن 0 و 1 وجود داشته باشند، بر خلاف بیت‌های کلاسیک، که در هر زمان فقط می‌توانند در یک حالت باشند.
• تداخل: تداخل برای دستکاری اجزای اصل برهم نهی برای رسیدن به یک راه حل استفاده می‌شود.
• درهم تنیدگی: درهم تنیدگی به دو ذره اجازه می‌دهد تا به هم متصل شوند و زمانی که از نظر فیزیکی از هم جدا می‌شوند بر یکدیگر تأثیر بگذارند.

رایانه‌های کوانتومی می‌توانند الگوهای داده‌ها را سریع‌تر از ماشین‌های کلاسیک پردازش و شناسایی کنند و ابزارهای کوانتومی AI/ML را دقیق‌تر و مقیاس‌پذیرتر کنند.

چالش‌ها در جاده کوانتومی

کیوبیت‌ها نسبت به محیط خود حساس هستند. حتی اغتشاشات جزئی می‌توانند باعث از دست دادن خواص کوانتومی خود شوند و منجر به ناهمدوسی شوند. کامپیوترهای کوانتومی فعلی بسیار کمتر از یک میلیون کیوبیت مورد نیاز برای دوام تجاری هستند.

تصحیح خطا همچنان یک مانع مهم در محاسبات کوانتومی است. تکنیک‌های جدید و اکتشاف عمیق رویکردهای کوانتومی برای مبارزه مؤثر با ناهماهنگی ضروری است. توسعه و نگهداری سخت افزار بسیار پیچیده مورد نیاز برای کامپیوترهای کوانتومی پرهزینه و چالش برانگیز است.

الگوریتم‌های کوانتومی بسیار پیچیده‌تر از الگوریتم‌های کلاسیک خود هستند و نیاز به رویکردهای اصلی برای مسائل محاسباتی دارند. ادغام محاسبات کلاسیک و کوانتومی چالش برانگیز است. در حالی که سیستم‌های ترکیبی عملکرد را افزایش می‌دهند، این ادغام چالش‌ها و تقریبی‌ها را ارائه می‌دهد.

هوش مصنوعی کوانتومی: مرزی جدید

ادغام محاسبات کوانتومی و هوش مصنوعی (QAI) بر صنایع در سراسر جهان تأثیر خواهد گذاشت. برنامه‌های آموزشی و پروژه‌های آزمایشی در حال حاضر در سطح جهانی در حال انجام است، اما پذیرش در مقیاس بزرگ به پیشرفت‌های تکنولوژیکی و سرمایه‌گذاری‌های صنعتی بستگی دارد.

مهارت رایانش کوانتومی در رمزنگاری می‌تواند امنیت سایبری و عملیات اطلاعاتی جهانی را مختل کند و بر استراتژی‌های دفاعی و قابلیت‌های نظامی تأثیر بگذارد. کشورهایی که در توسعه کوانتومی پیشرو هستند ممکن است در جنگ اطلاعاتی، به طور بالقوه تغییر پویایی قدرت جهانی و ایجاد عدم تقارن اقتصادی، مزایایی به دست آورند.

در صنعت مالی، رایانه‌های کوانتومی می‌توانند برای بهینه‌سازی تخصیص پورتفولیو و قیمت مشتقات دقیق‌تر و بهبود مدیریت ریسک استفاده شوند. Crédit Mutuel و IBM برای توسعه راه‌حل‌های محاسباتی کوانتومی برای کشف تقلب با هم کار می‌کنند، در حالی که HSBC و Quantinuum در حال بررسی راه‌هایی برای استفاده از محاسبات کوانتومی برای بهبود امنیت سایبری هستند.

در داروسازی، رایانه‌های کوانتومی می‌توانند برای شبیه‌سازی مولکول‌های دارو و شناسایی سریع‌تر و کارآمدتر درمان‌های امیدوارکننده استفاده شوند. Qubit Pharmaceuticals از محاسبات کوانتومی ترکیبی برای سرعت بخشیدن به توسعه داروهای سرطان، بیماری‌های التهابی و عفونت‌های ویروسی استفاده می‌کند.

گوگل AI یک الگوریتم کوانتومی برای شبیه سازی ساختار الکترونیکی آنزیم‌های سیتوکروم P450 که برای متابولیسم دارو مهم هستند، توسعه داده است. هوش مصنوعی گوگل همچنین یک الگوریتم کوانتومی برای شبیه‌سازی شیمی جایگزین‌های پایدار برای کبالت برای استفاده در باتری‌های لیتیوم یون ایجاد کرده است.

در دنیایی که توسط محاسبات کوانتومی قدرت می‌گیرد، می‌توانیم شاهد پیشرفت‌های قابل توجهی در صنایع مختلف باشیم. پزشکی شخصی با درمان‌های متناسب با ترکیب ژنتیکی هر فرد به یک امر عادی تبدیل می‌شود. سرمایه‌گذاران می‌توانند تصمیمات سریع و مبتنی بر داده‌ها را با حداقل ریسک و حداکثر بازده اتخاذ کنند.

وسایل نقلیه خودران به زودی می‌توانند به راحتی در خیابان‌های پیچیده شهر حرکت کنند و حمل و نقل را ایمن تر، کارآمدتر و در دسترس تر می کنند. در همین حال، دانشمندان در حال توسعه ابزارهای پیشرفته برای مبارزه با تغییرات آب و هوا هستند، مانند جذب کربن و تولید انرژی کارآمد. چنین فناوری‌هایی می‌توانند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و کاهش اثرات گرمایش جهانی کمک کنند. با استفاده از قدرت مکانیک کوانتومی، می‌توانیم مشکلات پیچیده‌ای را که در حال حاضر غیرقابل حل هستند، مانند کشف دارو و طراحی مواد، حل کنیم. امکانات بی پایان هستند.

ملاحظات و مقررات اخلاقی

قدرت تبدیل محاسبات کوانتومی نگرانی‌های اخلاقی، به‌ویژه استفاده نادرست بالقوه آن را افزایش می‌دهد. تدوین چارچوب‌ها و مقررات اخلاقی ضروری است. توافق‌نامه‌های بین‌المللی باید توسعه و استفاده از رایانه‌های کوانتومی را تنظیم کند و تضمین کند که منافع به طور عادلانه تقسیم می‌شوند.

QAI در صورت سوء استفاده، تهدیدات امنیتی قابل توجهی را به همراه دارد. اقدامات امنیتی قوی، از جمله الگوریتم‌های رمزگذاری مقاوم در برابر کوانتومی و پروتکل‌های ارتباطی امن، برای حفاظت از داده‌های حساس بسیار مهم هستند.

روندها و تحولات آینده

آینده نوید افزایش سرمایه‌گذاری در محاسبات کوانتومی و تحقیقات هوش مصنوعی را می‌دهد که منجر به الگوریتم‌ها و برنامه‌های کاربردی جدید هوش مصنوعی می‌شود. یادگیری ماشین کوانتومی به عنوان یک میدان محوری در حال ظهور است و از قدرت محاسباتی کامپیوترهای کوانتومی استفاده می‌کند. رمزنگاری ایمن کوانتومی برای محافظت از داده‌ها در دنیایی با انرژی کوانتومی حیاتی خواهد بود.

بازار جهانی محاسبات کوانتومی در حال تجربه یک مسیر رشد قابل توجه در پنج سال آینده است. به گفته محققان، انتظار می‌رود بازار محاسبات کوانتومی تا سال 2028 به درآمد 4375 میلیون دلاری برسد که توسط CAGR 38.3 درصد از سال 2023 تا 2028 تامین می‌شود.

ظهور QAI باعث افزایش تقاضا برای مهارت‌های تخصصی در محاسبات کوانتومی، هوش مصنوعی و یادگیری ماشین کوانتومی خواهد شد. این امر می‌تواند منجر به ایجاد فرصت‌های شغلی جدید در این زمینه‌ها و به طور بالقوه جابجایی مشاغل در برخی از صنایع شود. مؤسسات آموزشی باید برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده برای مهارت‌های تخصصی سازگار شوند.

هوش مصنوعی کوانتومی همچنین باعث نوآوری در زمینه‌هایی مانند کشف دارو، بهینه سازی زنجیره تامین و مدل سازی مالی خواهد شد. با این حال، چالش‌های مربوط به حریم خصوصی، امنیت داده‌ها و امنیت جهانی را به همراه خواهد داشت.

QAI نوید پیشرفت فناوری بی نظیر را می‌دهد در حالی که چالش‌های جدیدی را ایجاد می‌کند. برای استفاده از قدرت این «مرز بعدی»، باید این چالش‌ها را بررسی کنیم، توسعه اخلاقی را تقویت کنیم و اطمینان حاصل کنیم که منافع به طور عادلانه در جامعه جهانی تقسیم می‌شود. جهش کوانتومی در راه است و سفر تازه شروع شده است.

شما هم می‌توانید به راحتی و از طریق زبان فارسی با ChatGPT و سایر سرویس‌های هوش مصنوعی صحبت کنید. تنها کافی است اپلیکیشن زی‌گپ را دانلود و به راحتی از آن استفاده کنید. همچنین شما می‌توانید نظرات خود را با ما و سایر کاربران در شبکه‌های اجتماعی ما در اینستاگرام و تلگرام به اشتراک بگذارید.