02 人工智能的历史使命：让人类知道更多，做到更多，体验更多（第7/7页）

好处就是通过量子计算可以解决很多数据问题。以前的办法就是数字分解。比如数据加密和解密，统统要用素数分解。素数分解是非常难的，给你一个很大的数字，用一般的算法，算到地球毁灭可能也算不出来，但是用量子算法以后，可以很快算出来。未来用量子算法做机器学习是很自然的。

与此相关，硬件也一定要革新。因为现在的硬件都是以布尔代数为主，而深度学习的核心计算是不同的，是矩阵和张量的计算，不是0和1的计算，而且一定要进行微分运算。量子计算也是一模一样的，每个量子改变能级的时候，就是一个矩阵和张量的计算关系。大自然其实就是这样计算的，人脑也是一样。Matthew Fisher（马修·菲舍尔）、潘建伟、朱清时等科学家都认为，意识的本质就是量子纠缠。

2007年Nature（《自然》）杂志发表了加州大学伯克利分校Graham Fleming（格雷厄姆·弗莱明）领导的实验室的成果，他们利用飞秒激光技术，在极短的时间内向光合作用复合物上照射激光，结果发现了复合物上仿佛鼓点般的光回波，这意味着光子的能量不是通过单一路径传入反应中心的，而是利用量子相干性同时从所有可能的路径进行传递，从而证明了量子效应在叶绿素光合作用中起到不可替代的作用。这鼓点般的量子回波，正是大自然与人类智慧之光的映射。量子效应在生物体上的发现极大地鼓舞了人类对量子计算和人机结合的新探索。

虽然量子计算机还没有实现，但很多人已经在思考，假定有了量子计算机该如何来做机器学习？这个领域已经有了很多前沿文章和研究成果出来。假定10年之后量子计算机出来了，它会对人工智能行业带来一个根本性的改变，因为量子计算跟人工智能、深度学习的核心计算是彻底吻合的。我们现在实际上是走了一条弯路：任何算法都要把它变成是布尔代数，用0、1来模拟一个微分方程。

图2-4 经典计算机和量子计算机

资料来源：http://www.zwzyzx.com/show-336-227290-1.html

量子计算和DNA（脱氧核糖核酸）计算的规模和能量将远远超出今天的基于硅的计算能力。随着工程技术的进步，我们将迎来全新的计算体验（如量子化学和量子材料）。

其应用也无比广泛。首先落地的可能就在最古老的农业，参考上面光合作用的例子，就会知道植物也在计算。以后农作物都可能用计算机来计算和设计。所以量子计算对于整个社会可能是一波超级改变，很可能就此引领人类文明的长河走向彻底数字化。

总之，量子计算不是玄学，而正是“知道更多，做到更多，体验更多”这个人类进步规律的未来。在这方面，无论多大的想象力都不够。我们要敢于想象，同时坚持立足大地。30年前，陆奇在毕业纪念册上写下了“这颗电脑科学皇冠上的明珠非君莫属”，我们这一代人做不到，下一代人继续努力，这是“大写的人类”不变的梦想。

[1] 陈景润因证明哥德巴赫猜想“1+2”定理而享誉世界。徐迟的报告文学《哥德巴赫猜想》以陈景润为主人公，发表于1978年1月的《人民文学》第1期，在当时家喻户晓。

[2] 英国2014年启动了“10万人基因组计划”，美国和中国则宣布要完成多达100万人的基因组数据收集工作。世界知名的基因测序公司Illumina仪器测序所得的数据，每12个月就能翻一番。这是一个巨大的“数据黑洞”，也是一个亟待发掘的数据金矿。