機(jī)器學(xué)習(xí)正在變得越來(lái)越強(qiáng)大，其中很大程度上歸功于一種使 AI 互相對(duì)抗的算法。這類(lèi)算法叫做生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò) (GAN)，目前可以被用來(lái)創(chuàng)作藝術(shù)品，破解加密，以及生成逼真的人類(lèi)和動(dòng)物圖片。

最近，科研工作者已經(jīng)將生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)與量子計(jì)算相結(jié)合。清華大學(xué)交叉信息學(xué)院的孫麓巖教授以及他的同事們已經(jīng)利用量子電路實(shí)現(xiàn)了生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）。

圖丨此次論文（來(lái)源：Science Advance）

生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)是由兩部分神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成的，分別為生成模型和判別模型。顧名思義，生成模型就是用來(lái)生成數(shù)據(jù)的，比如他可以生成一張臉的圖片。然后將真實(shí)數(shù)據(jù)和生成模型生成的“虛假”數(shù)據(jù)同時(shí)提供給判別模型，讓判別模型來(lái)分辨數(shù)據(jù)的真假。就這樣，讓這兩個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)互相對(duì)抗一定數(shù)量的回合后，生成模型就能夠生成出判別模型無(wú)法分辨真假的的數(shù)據(jù)了。

科研工作者通過(guò)量子生成模型和判別模型實(shí)現(xiàn)了量子生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)。不同于使用只能代表 0 或 1 的經(jīng)典比特的經(jīng)典計(jì)算機(jī)，量子計(jì)算機(jī)可以使用由 0 和 1 混合構(gòu)成的量子比特。

科研工者們?cè)噲D訓(xùn)練量子生成模型來(lái)模擬生成微波諧振器產(chǎn)生的量子數(shù)據(jù)，直到判別模型無(wú)法分辨真假為止。

清華大學(xué)交叉信息學(xué)院的鄧東靈教授表示，理論上來(lái)說(shuō)，量子計(jì)算機(jī)相對(duì)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)在特定問(wèn)題上有著絕對(duì)速度優(yōu)勢(shì)，比如分解大數(shù)。但是據(jù)孫麓巖教授表示，由于目前的技術(shù)限制，量子計(jì)算機(jī)還無(wú)法達(dá)到如此理想的速度。

科研工作者相信量子計(jì)算機(jī)上的生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)會(huì)擁有相對(duì)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)的速度優(yōu)勢(shì)，但他們還需要進(jìn)一步驗(yàn)證這一點(diǎn)。孫麓巖教授稱(chēng)，這將會(huì)是量子機(jī)器學(xué)習(xí)里程碑式的一項(xiàng)工作。

通常情況下，科學(xué)家們認(rèn)為實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”需要至少 50 個(gè)量子比特，然而這次其團(tuán)隊(duì)使用的單量子比特系統(tǒng)。鄧東靈教授也表示，道阻且長(zhǎng)，行則將至。