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또 한 가지 양자컴퓨터의 활용 영역으로 주목받고 있는 것이 인공지능 분야다. 실제로 구글도 나사와 양자컴퓨터 개발을 진행하면서 인공지능과 연관된 기계학습 분야에서의 응용을 가장 중요한 목표라고 밝히기도 하였다. 최근의 연구에 의하면 양자컴퓨팅을 활용한 양자학습이 기계학습의 학습 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다는 것이 알려지고 있고, 특히 작업이 복잡할수록 양자 효과에 의한 학습속도는 점점 더 빨라질 수 있다는 것이 밝혀졌기 때문에, 현재와 같이 방대한 데이터가 지속적으로 더욱 빠른 속도로 늘어나고, 이를 활용하여 학습하는 방식이 더욱 빨라지게 된다면 빠르고 효율적으로 학습능력을 갖추고 외부환경에 다양하게 대응하는 인공지능의 탄생이 현실화될지도 모른다. 그래서 일부 전문가들은 양자컴퓨터가 현재까지는 구현이 불가능하다고 생각하는 강인공지능(Artificial General Intelligence)을 탄생시키는 초석이 되는 기술이 될 수 있다고 믿고 있다.