雖說愛因斯坦曾經(jīng)拒絕量子力學(xué)，說上帝不會擲骰子，但有些投資人及公司都迫切希望，上帝就是靠擲骰子的。

Alexa 和 Siri 可以理解你在說什么，自動駕駛汽車穿過城市的大街小巷，這些科技的發(fā)展得益于人工智能領(lǐng)域中的機器學(xué)習(xí)。

最近，研究人員表示，機器學(xué)習(xí)可以受益于量子計算機的研究。加拿大多倫多已經(jīng)有了相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)孵化器。而且，如果多倫多的產(chǎn)業(yè)孵化項目早在幾年前啟動，現(xiàn)在或許都有量子機器學(xué)習(xí)的公司了。

目前，機器學(xué)習(xí)和量子計算相結(jié)合的研究主要集中在使用初期的量子計算機來加速機器學(xué)習(xí)算法，或是使用傳統(tǒng)的機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，來增加量子計算機的能量、持久性和效率。其最終計劃是：使用基于小型化量子計算機的機器學(xué)習(xí)技術(shù)，更好的改進、理解和表達大型量子信息數(shù)據(jù)或復(fù)雜量子計算結(jié)果。

當(dāng)然，這個終極目標要等到可以實現(xiàn)大規(guī)模量子信息存儲，以及有成熟的量子計算機出現(xiàn)才行。谷歌曾表示，該公司計劃在年底構(gòu)建49量子比特的量子計算機，所以，一個可以受益于這種結(jié)合的，具有成百上千量子比特的量子計算機還要等很多年才能實現(xiàn)。

然而，來自西班牙光子科學(xué)研究所的Peter Wittek表示，研究者不用等到超級量子計算機面世再開展實驗或理論的研究，量子機器學(xué)習(xí)即使是在其初級階段也很有應(yīng)用前景的。“建造通用的量子計算機確實是一個技術(shù)挑戰(zhàn)”，Wittek說，“但是研究量子機器學(xué)習(xí)并不需要等所有條件都成熟。”

就如同量子密碼學(xué)和量子隨機數(shù)的產(chǎn)生技術(shù)，它們都是在沒有大型量子計算機的條件下發(fā)展成熟的。所以，量子機器學(xué)習(xí)也可以像這樣，找到機會在近期進行發(fā)展和應(yīng)用。

作為《量子機器學(xué)習(xí)：量子計算對于數(shù)據(jù)挖掘的意義》一書的作者，Wittek表示，這個領(lǐng)域真正起飛是從 2008 年一種名叫HHL（根據(jù)其三個發(fā)明人Aram Harrow、Avinathan Hassidim、以及Seth Lloyd的姓氏命名）的量子算法開始的。

HHL解決了大量多自由度線性代數(shù)問題，而且其速度具有超越傳統(tǒng)超級計算機的潛力。由于很多機器學(xué)習(xí)都包含此類的高自由度（高維）代數(shù)問題，所以很多機器學(xué)習(xí)研究者便搭上了HHL的順風(fēng)車?；贖HL的機器學(xué)習(xí)算法在過去的幾年中涌現(xiàn)出了很多論文。

然而，Wittek表示，盡管HHL取得了不少輝煌成就，但它其實并不代表在近期最有希望的應(yīng)用領(lǐng)域，如金融、運輸或者醫(yī)藥行業(yè)等進行了應(yīng)用。而且，他補充道，傳統(tǒng)的基于GPU的機器學(xué)習(xí)應(yīng)用并不會被量子系統(tǒng)取代，即使谷歌、IBM或是其他公司做出了真正可以實用的量子計算機。

傳統(tǒng)的機器學(xué)習(xí)在某些應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)有足夠顛覆性了。但是，Wittek表示，標準的機器學(xué)習(xí)算法難以產(chǎn)生純的隨機數(shù)。金融領(lǐng)域常用的蒙特卡洛機器學(xué)習(xí)算法，需要純的隨機數(shù)達到較好的結(jié)果。但是經(jīng)典的計算機只能產(chǎn)生偽隨機數(shù)。而另一方面，量子系統(tǒng)則定義了純的隨機性。所以量子機器學(xué)習(xí)可以在這種地方立足。

而且，來自華盛頓Redmond的微軟量子架構(gòu)和計算組的Nathan Wiebe表示，當(dāng)系統(tǒng)輸入不是經(jīng)典的二進制數(shù)據(jù)而是量子比特時，量子機器學(xué)習(xí)的優(yōu)勢會更加明顯。

“當(dāng)說起量子計算機的時候，如何知道其內(nèi)在的機理是什么樣的？”Wiebe說。“量子計算機中所用的向量存在于一個無窮維空間中，人們不可能檢查或從中讀取向量的，以查看機器是否運行正常?！?/p>

根據(jù)來自德州大學(xué)奧斯丁分校的計算機科學(xué)的教授Scott Aaronson所說，HHL所產(chǎn)生的炒作意義大于近期應(yīng)用于實際的希望。Aaronson在2015年針量子機器學(xué)習(xí)的研究中警告說，投資者應(yīng)對任何量子機器學(xué)習(xí)可能引起的技術(shù)突破保持清醒。

“過去十年來，幾乎所有發(fā)表的量子機器學(xué)習(xí)算法都是算法的架構(gòu)，”Aaronson說?！斑@些算法都不是從人們所希望解決和回答的經(jīng)典問題出發(fā)的?！?/p>

對此，Wittek表示，盡管有技術(shù)上的反對，但今年多倫多的量子機器學(xué)習(xí)訓(xùn)練營和創(chuàng)業(yè)加速器計劃，仍然吸引了遠超預(yù)期的申請者。申請活動最后一輪截止至7月24日，但他們六月中旬就收到了38個申請，而實際席位僅有40個。很明顯，現(xiàn)實驅(qū)動著創(chuàng)業(yè)者們試圖將想法轉(zhuǎn)換成為可實用的量子機器學(xué)習(xí)技術(shù)。

“到11月底，這些公司會成立完成，到時候就會有真的公司存在了?！盬ittek說?！拔覀冾A(yù)期到明年夏天，就會有公司盈利?！?/p>