量子计算机将如何改变大数据能力？

前言

据福布斯杂志报道，我们每天能产生2.5EB（约合10亿GB）数据，这相当于25万个美国国会图书馆或500万台笔记本电脑记录的内容。我们有32亿个全球互联网用户，他们每分钟在Pinterest上发布9722个Pin，在Twitter发布347222条消息，在Facebook上留下420万个“点赞”，我们还通过拍照和视频、保存文件、打开账户等行为产生其他大量数据。

我们正处于传统计算机数据处理能力的极限，而数据却依然在不断增长。虽然摩尔定律（Moore’s Law）预测集成电路上的晶体管数量每隔两年就会翻一番，但自1965年这个术语出现以来，事实证明它具有很强的弹性。随着技术的进步，这些晶体管现在的体积越来越小。正因为如此，业界领导者们展开了激烈竞争，看谁能首先要推出一款比现有计算机更强大的量子计算机，来处理我们每天产生的所有数据，并解决日益复杂的问题。

量子计算机能快速解决复杂问题

当这些行业领袖成功地制造出商业上可行的量子计算机时，那么这些计算机就有可能在几秒钟内完成庞大的计算量，这些任务可能需要传统计算机花费数千年时间才能完成。今天，谷歌宣称已经拥有这样一种量子计算机，据说它的速度比当今任何一种计算系统都快1亿倍。如果我们能用它处理生成的大量数据并解决非常复杂的问题，那将是至关重要的。成功的关键是把现实世界中的问题转化为量子语言。

我们生成的数据集的复杂性和增长规模远比计算技术进步快得多，因此对我们的计算结构造成了相当大的压力。虽然今天的计算机难以解决或无法解决某些问题，但这些问题预计将被量子计算机在几秒钟内破解。据预测，人工智能（AI），尤其是机器学习，可以从量子计算技术的进步中获益，而且还会继续持续下去，即使是在完整的量子计算解决方案出现之前。量子计算算法使我们能够增强机器学习的能力。

量子计算机将优化解决方案

量子计算将促进数字革命的另一种方式是，我们能够对数据进行采样，并优化我们遇到的各种问题（从组合分析到最佳递送路线等），甚至能帮助确定每个人的最佳治疗方案和医疗方案。

我们正处在大数据增长的关键点上，我们已经改变了我们的计算机架构，这就需要用不同的计算方法来处理大数据。它不仅规模更大，而且我们要解决的问题也变得不同。量子计算机更能有效地解决连续性问题。他们给予企业甚至消费者做出更好决策的能力，而这正是说服企业在新技术方面投资所需要的。

量子计算机可以识别大数据集中的模式

预计量子计算将能够搜索非常大的、未排序的数据集，以非常快的速度发现模式或异常。量子计算机可以同时访问数据库中的所有条目，从而在几秒钟内识别出这些相似点。虽然这在理论上是可能的，但它只发生在一个并行的计算机上，并且只能以一个接一个的方式查看每个记录，所以它花费了大量的时间，并且取决于数据集的大小，它可能永远不会成为现实。

量子计算机可以帮助整合不同数据集的数据

此外，由于可被用于整合不同的数据集，量子计算机有望获得巨大突破。虽然这在没有人类介入的情况下可能是困难的，但是人类的参与将帮助计算机学会如何在未来整合数据。因此，如果有不同独特模式的原始数据源，并有研究团队想要比较它们，那么在数据被比较值钱，计算机就必须理解模式之间的关系。为了实现这个目标，需要在分析自然语言的语义方面取得突破，而这正是AI面临的最大挑战之一。然而，人类可以提供输入，然后对未来系统进行训练。

最终，量子计算机将允许快速分析和整合庞大的数据集，这些数据集将改进和改变我们的机器学习和AI能力。