自适应量子设备，正在实验室中诞生

文/陈根

在《流浪地球 2》中，承担了改变人类命运的关键角色550W是一台可自适应环境、自主决策的量子计算机，也就是通用量子人工智能。

简单来说，通用量子人工智能就是指使用量子计算技术来实现人工智能的方法。量子人工智能的目标是利用量子计算机的独特优势，如并行性和快速模拟复杂系统，来实现更快、更强的人工智能应用。目前，量子人工智能仍然处于早期发展阶段，不过，虽然影片里那种通用的量子人工智能似乎还很遥远，但具有自适应能力的专用量子设备正在实验室中诞生。

近日，一篇发表在 Light: Science & Applications的论文中，研究人员就介绍了一种通过自适应学习增强的量子接收器。

量子接收器是一种用于检测和接收量子信息的设备。量子接收器通常通过检测量子态中的特定振动来识别量子信息。最常见的量子接收器是光学接收器，用于检测光子的态，并将其转换为电子信号。

在本次研究中，研究团队探索了一种可以通过自适应学习，从而在有噪音环境中解码低光强信号的新型量子接收机的设计范式。研究人员参考了人工智能中增强学习的思路，让量子接收机能够实时实地评估设备和环境中的各种噪音，借此可以自动学习上千个参数，从而不断向着低误码率的的方向实现自我迭代。

实验结果表明，经过自适应学习增强后，量子接收机的整体抗噪音能力显著提升。在此基础上，该团队还在实验中验证了这款量子接收机对于六态正交振幅编码的学习能力。相较于经典方案，最终实现的综合误码率比前者降低了 40%。这是量子接收机首次在区分超过四个非正交量子态的任务中呈现量子优势。

量子接收器在量子通信、量子计算、量子测量方面都有着广泛的应用，这将帮助我们朝理解微观世界更进一步。