科研人員在調(diào)試安裝國產(chǎn)自主超導量子計算機

合肥高新區(qū)云飛路與方興大道交會處，有一座看似平凡卻蘊含無限可能的建筑——本源量子計算機組裝與測試實驗室。

當你走近這座建筑，透過那扇玻璃，仿佛能窺視到一個神秘而又充滿活力的微觀世界。

日前，中國第三代自主超導量子計算機“本源悟空”完成全球首個十億參數(shù)大模型微調(diào)任務，為深陷“算力焦慮”的AI產(chǎn)業(yè)打開了新世界的大門。

全球首個量子計算機十億級大模型微調(diào)實驗是做什么的？背后有何意義？本網(wǎng)進行了獨家解碼。

算力圍城中的量子突圍

在合肥綜合性國家科學中心人工智能研究院，副研究員陳昭昀坐在電腦前，點開一組實驗數(shù)據(jù)：優(yōu)化后的模型在心理咨詢對話數(shù)據(jù)集（CPsyCountD）上訓練損失降低15%，數(shù)學推理任務（R1-Distill-SFT）的嚴格準確率從68%提升至82%。

數(shù)據(jù)的背后，是一塊不足指甲蓋大小的芯片——超導量子芯片“悟空芯”，讓量子計算與大模型微調(diào)技術完美結合。

那么，什么是大模型微調(diào)技術呢？不妨拿大家熟悉的DeepSeek來打個比方。

可以把通用大模型想象成一個擁有一定知識儲備的萬事通，但是在面對像醫(yī)療診斷、金融風控這樣高度專業(yè)的場景時，它可能就有點力不從心了。

這時候，微調(diào)就像是一場專門的特訓。通過在通用大模型的基礎上，用特定領域的數(shù)據(jù)對它進行進一步的訓練，就像是給這個萬事通在特定領域進行深度輔導，讓它能夠更好地適應這些專業(yè)場景。

此前，安徽醫(yī)科大學聯(lián)合中國科學技術大學附屬第一醫(yī)院和健康科技企業(yè)，在合肥發(fā)布體重管理大模型智能助手“減單”，就是借助AI技術提高減重的個性化干預質(zhì)量和診療效率。

在這個過程中，通用大模型可能已經(jīng)具備了基礎的醫(yī)學知識，但要想讓它真正成為一名“醫(yī)生”，還需要通過微調(diào)來提升其在特定疾病診斷上的準確性。

與此同時，傳統(tǒng)的低秩微調(diào)方法就像是一個雖然努力但是有點“力不從心”的學徒。

它雖然在一定程度上提高了模型的性能，卻面臨著性能瓶頸和泛化能力有限的“參數(shù)膨脹”難題。這就好比是一個小房子，東西越來越多，空間就越來越擁擠，效率也就越來越低了。

而量子計算的出現(xiàn)，為解決這些問題提供了新的思路。

以金融風控場景為例，通用大模型需處理數(shù)億條交易數(shù)據(jù)，參數(shù)規(guī)模動輒千億級，訓練一次能耗相當于上百戶家庭全年用電量。

而量子計算憑借其疊加態(tài)和糾纏態(tài)的特性，可以同時探索海量的參數(shù)組合，從而大大提升大模型微調(diào)的訓練效率。

“就像給經(jīng)典模型裝上了量子引擎。”本源量子副總裁竇猛漢用了個形象的比喻，這樣的結合可以讓兩者協(xié)同發(fā)力，發(fā)揮出更強大的能力。

參數(shù)瘦身術的量子密碼

傳統(tǒng)計算機在處理海量數(shù)據(jù)時，隨著模型規(guī)模的增大，所需的算力也呈指數(shù)級增長，這不僅限制了大模型的應用范圍，還增加了訓練成本和時間，就像一個人在黑暗中摸索，效率低下且容易迷失方向。

而量子計算機則像是一群擁有超能力的人，能夠在同一時間探索無數(shù)條路徑，迅速找到最優(yōu)解。

為此，團隊創(chuàng)新設計了“量子加權張量混合參數(shù)微調(diào)”方法，通過量子計算特性實現(xiàn)智能“微調(diào)”，可以提高訓練效率，減少資源消耗。

具體來說，他們將模型權重轉(zhuǎn)化為量子神經(jīng)網(wǎng)絡與張量網(wǎng)絡混合架構。

這種混合架構的優(yōu)勢在于，它既能通過量子門操作提取高維非線性特征，又充分利用了張量網(wǎng)絡在參數(shù)壓縮方面的優(yōu)勢。

這使得模型在保持高性能的同時，大大減少了參數(shù)量，從而降低了計算復雜度和存儲需求。

“這是量子計算首次‘真機實戰(zhàn)’AI大模型任務，證明現(xiàn)有硬件已能初步支撐大模型微調(diào)。”陳昭昀表示。

值得一提的是，在這場量子計算與AI大模型的“跨界聯(lián)姻”里，“本源悟空”量子計算機無疑扮演了關鍵角色，堪稱“最強助攻”。

作為我國目前先進的可編程、已交付超導量子計算機，“本源悟空”展現(xiàn)出了強大的量子計算能力。已為全球139個國家超2300萬人次提供量子算力云服務，完成35萬個量子運算任務，涵蓋流體動力學、金融、生物醫(yī)藥等多個行業(yè)領域。

“本源悟空”能夠讓傳統(tǒng)計算機數(shù)年才能啃下的“硬骨頭”，在極短的時間內(nèi)快速完成。這種高效的計算能力，使得大模型領域微調(diào)變得更加高效。

量子計算與AI的深度融合

量子計算與大模型的結合，是當前AI領域研究的熱點之一。隨著量子計算技術的不斷發(fā)展，未來量子計算將在AI領域發(fā)揮更加重要的作用。

當下，“量子+”的化學反應正在你我身邊發(fā)生。從金融風控的參數(shù)優(yōu)化，到藥物研發(fā)的分子模擬，量子技術正在重構產(chǎn)業(yè)格局。

一方面，量子計算可以提供更強大的算力支持，加速大模型的訓練和優(yōu)化過程；另一方面，利用量子計算的疊加態(tài)和糾纏態(tài)特性，可以設計出更加高效的量子神經(jīng)網(wǎng)絡算法，從而提高AI模型的性能和效率。

此外，量子計算還可以用于解決一些傳統(tǒng)AI算法難以處理的問題，如組合優(yōu)化、量子機器學習等。

不過，我們也要清醒地認識到，盡管量子計算在大模型微調(diào)方面已經(jīng)取得了顯著的成果，但這個領域仍然像是一片充滿未知的海洋，還有許多挑戰(zhàn)等待著我們?nèi)フ鞣?/p>

量子計算機的硬件性能就像是一個還需要不斷成長的孩子，還有待進一步提升，這樣才能滿足更大規(guī)模、更復雜的計算需求。

而且，量子計算與AI技術的融合就像是一場剛剛開始的戀愛，還需要深入研究和探索。如何將量子計算的特性更好地融入AI模型，如何設計出更加高效的量子神經(jīng)網(wǎng)絡算法，這些都是科學家們需要攻克的難題，就像是一座座高山等待著勇敢的攀登者。

合肥在線-合新聞記者 王書滸

（圖片來源：安徽省量子計算工程研究中心）

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合肥量子產(chǎn)業(yè)“十年磨一劍”

沿著合肥高新區(qū)望江西路向西，量子大道兩側聚集著本源量子等幾十家量子企業(yè)，形成全國最完整的量子產(chǎn)業(yè)鏈。

在這個過程中，合肥正以“量子+”思維重構產(chǎn)業(yè)格局——量子通信保障金融安全、量子計算加速藥物研發(fā)、量子測量提升工業(yè)精度，一幅“量子賦能未來”的畫卷正在巢湖之濱徐徐展開。

如今，這里已建成中國第一條自主超導量子計算機制造鏈、國內(nèi)首條量子芯片生產(chǎn)線，并上線中國第三代自主超導量子計算機“本源悟空”。

在政策支持方面，合肥市出臺《量子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2020-2030年）》，全力打造“量子科技”“量子產(chǎn)業(yè)”雙高地。

2024年，合肥高新區(qū)發(fā)布建設世界領先科技園區(qū)行動方案，提出到2035年，該區(qū)將成為全國首個以量子產(chǎn)業(yè)為領先標志的世界領先科技園區(qū)，基本建成“世界量子中心”。

真正的科技進步不僅是實驗室里的數(shù)據(jù)，還有普通民眾都能感受到的變化。

有理由相信，在不久的將來，量子計算將給我們的生活帶來更多的驚喜和便利。

不妨想象一下，未來的醫(yī)療診斷更加精準，金融服務更加高效，工業(yè)生產(chǎn)更加智能化。

而這一切，都離不開量子計算的強大支持。