量子计算与人

人类的大脑会不会像量子计算机一样做隐秘的工作，只在最后呈现一个选择？我们期待未来几十年科学家会有答案。

人工智能越来越火，百度最近甚至声称自己不是一家互联网公司，而是一家人工智能公司。还有消息说，美国至少有百分之七十的投资者已经在计划投资人工智能有关的项目。现有的人工智能，能做的事情是单项的，比如AlphaGo，科学家给它一个特定的程序，它就可以下围棋。科学家也可以给它“喂”围棋的数据，它会在数据中学习，提高围棋水平。它还可以自己和自己对弈，在对弈中继续提高水平，这是一种机器学习方式。

我的一位大学同学，杨强，现在是香港科技大学的计算机与工程系主任。他是如何评价当下人工智能的？他说，机器可以在一个单项中战胜人类，比如AlphaGo，但它能将围棋的技艺转化为象棋的技艺吗？它会将围棋技艺中的智慧应用在其他方面吗？并不能。我们人类能够做到这一点，就是俗话说的举一反三。在机器学习领域中，这叫迁移学习能力。杨强就是研究迁移学习的，但目前还没有机器会迁移学习。

当机器具备迁移学习能力时，人工智能才真正具备类似人类的智慧。即便如此，机器能不能真正拥有类似人类甚至超越人类的智慧，我还有怀疑。原因很简单，我们至今还没有完全理解人类意识的机制。有一种可能，人类意识涉及的不仅仅是简单的经典计算机的计算能力，也许还含有量子计算的机制。当然，这仅仅是可能。那么，到底什么是量子计算？

首先，我们先直观理解一下当下计算机的计算。这种计算原理，和小学生做运算没有什么区别。首先，计算机得有一个地方专门用来存储数字或者其他什么数据，这就像我们在一张纸上先写下一个数字或两个数字。比方说，我们要计算两个数字相加的结果，就在纸上写下两个数字。计算机还有一个地方，就是中央处理器（CPU），这是最关键的一个部分，是用来做计算的。计算机的计算原理就像我们在纸上做加法，我们知道个位数如何相加，然后再使用进位法则。计算机的处理器也有一套类似的原则，这样，它就会做加法了。加法之后就是乘法，等等。

一个数字，在计算中就是一个状态，两个数字分隔存储起来也是一个状态，处理器的任务就是将这个状态在加法的指令之下转化成另一个状态。输入的状态是确定的，指令也是确定的，这样，输出的状态就是确定的。

在量子力学中，大家熟知的不确定性告诉我们，本来就没有确定的状态。比如说，一个数字，既不是0，也不是1，它同时是0和1，这是量子世界神奇和反直觉的地方。在量子计算的运算过程中，每一步的状态也是不确定的，这样，输出结果也是不确定的。可是，为什么还需要做量子计算机呢？

打个比方。给你一个迷宫，现在你需要从一个入口进去，从另外一个入口出来。通常，能够走通的只有一条路。进入入口之后，在每次交叉的地方，你总会有两个选择，向左拐还是向右拐，大多数的选择会将你引入一个死胡同。这就像做计算，尽管你可以有选择，但你只能选择一个。

一个量子粒子就不同，它可以同时选择向左拐和向右拐，它的状态是不确定的，或者同时具备这两种状态。这样，一个量子粒子进入迷宫，总会走出来。将这个道理用到计算机上，我们就说，量子计算机同时在做很多很多运算。这样，计算机的效率就比普通计算机高得多。

人类的大脑会不会像量子计算机一样做隐秘的工作，只在最后呈现一个选择？我期待未来几十年科学家会有答案。