# NTU 科學家開發可模擬人腦神經網絡的量子計算機 URL: https://www.shicheng.news/zh-hant/v/oNw5K Published: 2021-09-02 Source: 獅城新聞 NTU科學家開發了一種量子計算機，可以從以往的計算經歷中學習以總結解決新問題的辦法，並且可以**模擬人腦**的運作方式，解決更精密複雜的問題。 **量子計算機可模擬人腦** 近年來，量子計算機因其複雜而精確的計算能力而受備受關注，科學家們常常將這些量子計算機用於**設計更有效的藥物、機密文件傳輸或預測天氣**等等工作。 NTU科學家近日利用量子計算和人工智慧設計了一種可以**像人類一樣不斷學習**的量子計算原型機，這種量子計算原型機擁有非比尋常的精確計算能力。 ![NTU 科學家開發可模擬人腦神經網絡的量子計算機](https://www.shicheng.news/images/image/1676/16769041.avif?1630497722) 來源：NTU 這些可以**模擬人腦運作方式**的量子計算機有可能解決從藥物設計到量子加密等非常複雜的難題。這種量子計算原型機配備了人工大腦，所以新製作的量子計算機可以快速學會自己執行複雜的計算。 **量子計算機可自主學習** 與以 1 和 0 狀態存儲信息的傳統計算機晶片不同，量子計算世界中的信息以**量子粒子**的形式存儲在量子位中。通過計算機模擬試驗，NTU物理與數學科學學院的科學家們開發並訓練了一個**人工神經網絡**，該網絡是一個包含模擬細胞在大腦中連接計算單元網絡的處理器，以分析存儲在量子粒子中的數據。 就像大腦一樣，量子計算機中的人工神經網絡可以學習識別量子數據中的模式。 ![NTU 科學家開發可模擬人腦神經網絡的量子計算機](https://www.shicheng.news/images/image/1676/16769044.avif?1630497722) 量子計算機數據轉換過程 來源：NTU 由於量子糾纏的原因，量子計算機可以以非常快的速度處理信息，其中改變一個量子位的狀態就將瞬間改變另一個量子位的狀態，且這一行為能夠被準確預測。 量子糾纏是量子計算的一個基本特徵，研究人員會訓練他們的量子計算機識別糾纏態，以便識別量子糾纏。 換一個更通俗的說法，科學家們將量子數據的例子及其預期的糾纏態輸入計算機，並訓練它識別量子糾纏，就像教孩子如何使用卡通圖片識別物體一樣。 NTU科學家開發的量子計算原型機僅在 **200 個示例**之後就能準確識別糾纏態，而訓練大多數普通量子計算機通常需要數千個示例。 ![NTU 科學家開發可模擬人腦神經網絡的量子計算機](https://www.shicheng.news/images/image/1676/16769045.avif?1630497722) Liew教授 來源：NTU 「要使量子計算機發揮最佳功能，讓它們產生正確的量子糾纏態至關重要。因此，我們的量子計算機可以用作開發其他量子計算機的工具，」領導這項研究的助理教授 Timothy Liew 說。 ![NTU 科學家開發可模擬人腦神經網絡的量子計算機](https://www.shicheng.news/images/image/1676/16769046.avif?1630497663) Liew博士參與發表的論文 來源：Physical Review Letters Liew 博士於 2008 年獲得英國南安普頓大學博士學位，並在新加坡國立大學和瑞士洛桑聯邦理工學院完成了博士後研究。他對光與物質耦合系統理論做出了多項貢獻。2013年，他獲得南洋理工大學李光耀獎學金，在這裡，他專注於混合系統中光子應用的理論發展：太赫茲頻率源、量子光源和光子電路。2015年，劉博士成為南洋理工大學的助理教授。 ![NTU 科學家開發可模擬人腦神經網絡的量子計算機](https://www.shicheng.news/images/image/1676/16769047.avif?1630497722) Liew博士參與發表的論文 來源」：npj Quantum Information 「除了識別量子糾纏外，我們的量子計算機還可以學習如何進行困難的數學計算。這些計算可以用於量子密碼術等應用中，其中信息將在量子粒子中加密並安全轉換，」 Liew 教授補充道。 ![NTU 科學家開發可模擬人腦神經網絡的量子計算機](https://www.shicheng.news/images/image/1676/16769048.avif?1630497722) Liew博士參與發表的論文 來源：Neural Networks and Learning Systems 研究人員設想，他們開發的量子計算機除了可能解決困擾人類的科研難題以外，還可能徹底改變人類的日常生活方式。 參考文獻： 1. "Reconstructing Quantum States With Quantum Reservoir Networks" IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems ; 2.「Quantum reservoir processing」 npj Quantum Information; 3.「Quantum neuromorphic platform for quantum state preparation" Physical Review Letters. ![NTU 科學家開發可模擬人腦神經網絡的量子計算機](https://www.shicheng.news/images/image/1676/16769050.avif?1630497721)