Journal of Applied Optics
人工智能与量子计算:范式、挑战与展望
Jingzhao Zhou, 电子科技大学 基础与前沿研究院,四川 成都 611731, Zizhu Wang, Guangwei DENG
Abstract
人工智能(artificial intelligence,AI)和量子都是近年来既重要又引发了大量关注的领域。本综述旨在探讨人工智能与量子计算在“计算”范式中的双向作用:一方面分析人工智能在量子计算研究中的应用(AI for Quantum),另一方面评估量子计算对人工智能发展的潜在价值(Quantum for AI)。首先从函数拟合视角出发,系统阐释人工智能对科学问题的通用价值,再通过典型插值方法的比较实验、模型分析理论等,归纳出其在泛化性、可解释性和效率方面面临的核心难题。结果表明,人工智能在量子系统生命周期的各个阶段上均能起到助力效果,但受制于泛化与解释困难,其优势难以得到完全保障。同时,在量子赋能人工智能方面,本文通过复杂度理论和量子纠错成本估算,指出多数现有成果在工业应用层面缺乏可持续的优势,而“量子启发”的经典算法更具现实潜力。综上,我们认为人工智能与量子计算的结合虽已展示初步成果,但要实现长期突破仍需在理论基础与方法体系上进一步深化,尤其在可解释性和效率度量方面建立更坚实的框架。