通過積累客戶的語音資料不斷自動改進(jìn)機(jī)器語音識別能力、積累客戶的駕駛數(shù)據(jù)不斷改進(jìn)機(jī)器自動駕駛能力……當(dāng)今，人類生活許多方面都不斷被“機(jī)器學(xué)習(xí)”技術(shù)所影響。隨著數(shù)據(jù)量的急劇增加，傳統(tǒng)算力增長已滿足不了計算需求，研究者開始引入更強(qiáng)大的量子算力進(jìn)行“機(jī)器學(xué)習(xí)”。

但是，現(xiàn)有的方法只能讓經(jīng)典計算機(jī)或量子計算機(jī)分別“單獨學(xué)習(xí)”，而不能讓兩者高效“協(xié)同學(xué)習(xí)”。近日，本源量子發(fā)布國內(nèi)首個支持量子計算機(jī)和超級計算機(jī)“協(xié)同學(xué)習(xí)”（后稱“量超協(xié)同學(xué)習(xí)”）量子機(jī)器學(xué)習(xí)框架——VQNet 2.0，論文已在arxiv上公布，該框架與量子計算操作系統(tǒng)本源司南深度結(jié)合，首次支持同時調(diào)度量子和經(jīng)典計算資源進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)的訓(xùn)練與預(yù)測。

VQNET

VQNET提供了包括量子機(jī)器學(xué)習(xí)核心框架、基礎(chǔ)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、基礎(chǔ)算法、相關(guān)開發(fā)工具等模塊，同時支持在量子和經(jīng)典硬件上部署。論文分析了新一代機(jī)器學(xué)習(xí)框架的發(fā)展趨勢，詳細(xì)介紹了VQNet2.0的設(shè)計原則:統(tǒng)一、實用、高效、兼容，并給出了具體的實現(xiàn)細(xì)節(jié)。論文通過幾個基本應(yīng)用說明了VQNet2.0的功能，包括經(jīng)典卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、量子自編碼器、經(jīng)典-量子混合網(wǎng)絡(luò)等。通過大量實驗，證明了VQNet2.0的運算速度高于對比方法。最后，通過大量實驗表明，VQNet2.0可以部署在不同的硬件平臺上，整體計算速度比對比方法更快。它還可以與由多個量子計算庫組成的量子線路進(jìn)行混合優(yōu)化。

圖：量子機(jī)器學(xué)習(xí)框架VQNet2.0

“自動駕駛的研究者可以使用這一新框架，開發(fā)在自動駕駛領(lǐng)域支持‘量超協(xié)同學(xué)習(xí)’的新算法，加快訓(xùn)練速度；自然語言處理的研究者也可用其開發(fā)支持‘量超協(xié)同學(xué)習(xí)’的新算法，提高算法對語言的理解能力……”，安徽省量子計算工程研究中心副主任竇猛漢說，這一新框架使中國量子計算機(jī)和經(jīng)典計算機(jī)的“協(xié)同作戰(zhàn)”能力再進(jìn)一步，將有力推動我國各行業(yè)經(jīng)典算力和量子新算力的協(xié)同應(yīng)用落地，使中國制造更具智能化和競爭力。

量子計算機(jī)和超級計算機(jī)就像是航母特混艦隊中的航空母艦和巡洋艦，將計算任務(wù)在量子計算機(jī)和超級計算機(jī)之間進(jìn)行分解、調(diào)度和分配，“量超”協(xié)同會產(chǎn)生更強(qiáng)戰(zhàn)力。中國計算機(jī)學(xué)會量子計算專業(yè)組執(zhí)行委員賀瑞君介紹，目前國際上許多科研團(tuán)隊正致力攻關(guān)量子計算與超級計算機(jī)融合。歐洲多個超算中心已開展了量子－經(jīng)典計算協(xié)同系統(tǒng)的研發(fā)。法國政府啟動全國量子計算平臺，將以超大型計算中心（TGCC）為載體，與傳統(tǒng)計算機(jī)系統(tǒng)和量子計算機(jī)交互操作。

本源量子是中國首個向用戶交付使用量子計算機(jī)的公司，其量子計算專利數(shù)居全國第一、全球第六。2022年，該公司發(fā)布國內(nèi)首個量子計算機(jī)和超級計算機(jī)協(xié)同計算系統(tǒng)解決方案。