本文作者:Vivek Wadhwa及Mauritz Kop
由于該技術(shù)的強(qiáng)大功能和革命性的應(yīng)用,量子計(jì)算項(xiàng)目很可能已經(jīng)成為序許多國(guó)家國(guó)防研究的一部分。
今天的人工智能就像回形針一樣具有自我意識(shí)。盡管大肆宣傳——例如谷歌工程師奇怪地聲稱(chēng)他的公司的人工智能系統(tǒng)已經(jīng)“活了起來(lái)”,以及特斯拉首席執(zhí)行官埃隆馬斯克的推文預(yù)測(cè)到 2029 年計(jì)算機(jī)將擁有人類(lèi)智能,但這項(xiàng)技術(shù)仍然無(wú)法完成簡(jiǎn)單的日常任務(wù)。這其中包括駕駛車(chē)輛,尤其是在遇到需要哪怕是最微小的人類(lèi)直覺(jué)或思維的意外情況時(shí)。
考慮到馬斯克本人曾警告說(shuō),如果各國(guó)不對(duì)其進(jìn)行監(jiān)管,人工智能技術(shù)可能成為人類(lèi)“最大的生存威脅” ,圍繞人工智能的聳人聽(tīng)聞并不令人驚訝。但無(wú)論計(jì)算機(jī)是否能夠獲得類(lèi)似人類(lèi)的智能,這個(gè)世界已經(jīng)召喚了一個(gè)不同的、同樣具有破壞性的人工智能惡魔:正是因?yàn)榻裉斓娜斯ぶ悄苤徊贿^(guò)是一個(gè)粗魯、不智能的系統(tǒng),它使用算法和其他技術(shù)來(lái)處理超人數(shù)量的自動(dòng)化決策數(shù)據(jù),相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)廣泛使用它來(lái)廣泛獲取信息、制造深度偽造和釋放自主致命武器已經(jīng)對(duì)人類(lèi)構(gòu)成危險(xiǎn)。
而加劇危險(xiǎn)的是缺乏任何人工智能監(jiān)管。取而代之的是,谷歌和 Meta 等不負(fù)責(zé)任的技術(shù)集團(tuán)在所有人工智能領(lǐng)域都扮演了法官和陪審團(tuán)的角色。他們正在壓制不同的聲音,包括警告危險(xiǎn)的他們自己的工程師。
世界未能遏制人工智能的惡魔——或者更確切地說(shuō),偽裝成人工智能的粗糙技術(shù)——應(yīng)該是一個(gè)深刻的警告。有一種更強(qiáng)大的新興技術(shù)有可能造成嚴(yán)重破壞,特別是如果它與人工智能相結(jié)合:量子計(jì)算。我們迫切需要了解這項(xiàng)技術(shù)的潛在影響,對(duì)其進(jìn)行監(jiān)管,并防止它落入壞人之手,以免為時(shí)已晚。世界絕不能重蹈拒絕監(jiān)管人工智能的覆轍。
盡管仍處于起步階段,但量子計(jì)算的運(yùn)行基礎(chǔ)與當(dāng)今基于半導(dǎo)體的計(jì)算機(jī)截然不同。如果世界各地正在進(jìn)行的各種項(xiàng)目取得成功,這些機(jī)器將非常強(qiáng)大,可以在幾秒鐘內(nèi)完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需要數(shù)百萬(wàn)年才能完成的任務(wù)。
半導(dǎo)體將信息表示為一系列 1 和 0——這就是我們稱(chēng)之為數(shù)字技術(shù)的原因。另一方面,量子計(jì)算機(jī)使用一種稱(chēng)為qubit的計(jì)算單元。通過(guò)在量子物理學(xué)中加入一種稱(chēng)為疊加的違反直覺(jué)的特性,一個(gè)量子比特可以同時(shí)保持 1 和 0 的值。如果您覺(jué)得這令人困惑,那么就對(duì)了——即使是有經(jīng)驗(yàn)的工程師也很難掌握。 因此,兩個(gè)量子比特可以代表序列 1-0、1-1、0-1 和 0-0 , 全部并行且在同一時(shí)刻。這使得計(jì)算能力大大提高,每增加一個(gè)量子比特,計(jì)算能力就會(huì)呈指數(shù)增長(zhǎng)。
如果量子物理學(xué)離開(kāi)實(shí)驗(yàn)階段并進(jìn)入日常應(yīng)用,它將找到許多用途并改變生活的許多方面。憑借其快速處理大量數(shù)據(jù)的能力,這些數(shù)據(jù)將壓倒當(dāng)今的任何系統(tǒng),量子計(jì)算機(jī)有可能實(shí)現(xiàn)更好的天氣預(yù)報(bào)、財(cái)務(wù)分析、物流規(guī)劃、空間研究和藥物發(fā)現(xiàn)。而一些行為者很可能會(huì)將它們用于邪惡目的,破壞世界上每臺(tái)數(shù)字計(jì)算機(jī)上的銀行記錄、私人通信和密碼。今天的密碼學(xué)以大量數(shù)字組合對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,使用經(jīng)典數(shù)字技術(shù)不可能在合理的時(shí)間內(nèi)破解這些數(shù)字。但是量子計(jì)算機(jī)——利用量子力學(xué)現(xiàn)象,如疊加、糾纏和不確定性——可能能夠如此迅速地嘗試組合,以至于它們幾乎可以在瞬間通過(guò)暴力破解加密。
需要明確的是,量子計(jì)算仍處于萌芽階段——盡管我們只能猜測(cè)到底在哪里。由于該技術(shù)的巨大潛力和革命性應(yīng)用,量子計(jì)算項(xiàng)目很可能已經(jīng)成為各國(guó)國(guó)防研究的一部分。這種研究往往是保密的,有很多關(guān)于達(dá)到里程碑的說(shuō)法和猜測(cè)。眾所周知,包括法國(guó)、俄羅斯、德國(guó)、荷蘭、英國(guó)、加拿大和印度都在尋求項(xiàng)目,而在美國(guó),包括 IBM、谷歌、英特爾和微軟,以及各種初創(chuàng)企業(yè)、國(guó)防承包商和大學(xué)都在研究量子計(jì)算。
盡管缺乏宣傳,但一些基本應(yīng)用已經(jīng)得到了可信的演示,包括能夠檢測(cè)和測(cè)量電磁信號(hào)的量子傳感器。一種這樣的傳感器被用來(lái)精確測(cè)量來(lái)自國(guó)際空間站的地球磁場(chǎng)。
在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,荷蘭研究人員通過(guò)一個(gè)基本的量子通信網(wǎng)絡(luò)傳送量子信息??茖W(xué)家們沒(méi)有使用傳統(tǒng)的光纖,而是使用三個(gè)小型量子處理器將量子比特從發(fā)送器立即傳輸?shù)浇邮掌?。這些實(shí)驗(yàn)尚未顯示出實(shí)際應(yīng)用,但它們可以為未來(lái)的量子互聯(lián)網(wǎng)奠定基礎(chǔ),在量子互聯(lián)網(wǎng)中,量子數(shù)據(jù)可以安全地通過(guò)量子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸,速度快于光速。到目前為止,這只有在科幻小說(shuō)領(lǐng)域才有可能。
美國(guó)拜登政府認(rèn)為輸?shù)袅孔佑?jì)算競(jìng)賽的風(fēng)險(xiǎn)迫在眉睫,而且非常可怕,因此它在 5 月發(fā)布了兩項(xiàng)總統(tǒng)指令:一項(xiàng)將國(guó)家量子倡議咨詢(xún)委員會(huì)直接置于白宮的權(quán)力之下,另一項(xiàng)指示政府機(jī)構(gòu)確保美國(guó)在量子計(jì)算方面處于領(lǐng)先地位,同時(shí)降低了量子計(jì)算對(duì)密碼系統(tǒng)構(gòu)成的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。
實(shí)驗(yàn)還致力于將量子計(jì)算與人工智能相結(jié)合,以超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的限制。如今,大型機(jī)器學(xué)習(xí)模型需要數(shù)月才能在數(shù)字計(jì)算機(jī)上進(jìn)行訓(xùn)練,因?yàn)楸仨殘?zhí)行大量計(jì)算——例如,OpenAI 的 GPT-3 有 1750 億個(gè)參數(shù)。當(dāng)這些模型增長(zhǎng)到數(shù)萬(wàn)億個(gè)參數(shù)時(shí)——這是當(dāng)今愚蠢的人工智能變得聰明的必要條件——它們將需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)訓(xùn)練。量子計(jì)算機(jī)可以極大地加速這一過(guò)程,同時(shí)使用更少的能量和空間。2020 年 3 月,谷歌推出TensorFlowQuantum,第一個(gè)量子人工智能混合平臺(tái),將大量數(shù)據(jù)中的模式和異常搜索提升到一個(gè)新的水平。與量子計(jì)算相結(jié)合,從理論上講,人工智能可以帶來(lái)比批評(píng)者一直警告的人工智能感知更具革命性的結(jié)果。
鑒于量子技術(shù)的潛在范圍和能力,絕對(duì)不能重蹈人工智能的覆轍——監(jiān)管失敗給世界帶來(lái)算法偏見(jiàn),加劇人類(lèi)偏見(jiàn),社交媒體支持陰謀論,以及對(duì)人工智能機(jī)構(gòu)的攻擊。由人工智能生成的假新聞和社交媒體帖子推動(dòng)的民主。危險(xiǎn)在于機(jī)器自主做出決定的能力,計(jì)算機(jī)代碼中的缺陷會(huì)導(dǎo)致意想不到的、通常是有害的結(jié)果。2021 年,量子社區(qū)發(fā)出行動(dòng)呼吁,緊急解決這些問(wèn)題。此外,必須保護(hù)有關(guān)量子技術(shù)的關(guān)鍵公共和私人知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被盜竊和濫用。
此外,還涉及國(guó)防問(wèn)題。在安全技術(shù)界,圣杯是所謂的與密碼分析相關(guān)的量子計(jì)算機(jī)——一種能夠破解世界各地?cái)?shù)字系統(tǒng)使用的大部分公鑰密碼學(xué)的系統(tǒng),例如,它可以破解區(qū)塊鏈。掌握在敵對(duì)勢(shì)力手中是一種非常危險(xiǎn)的能力。
因此,除了加速研究之外,還應(yīng)毫不拖延地實(shí)施對(duì)開(kāi)發(fā)人員、用戶(hù)和出口的有針對(duì)性的控制。專(zhuān)利、商業(yè)秘密和相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)應(yīng)該得到嚴(yán)格的保護(hù)——回歸到冷戰(zhàn)期間作為安全政策主要要素的那種技術(shù)控制。量子計(jì)算的革命性潛力將風(fēng)險(xiǎn)提升到了一個(gè)新的水平。
最后,為了避免人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤的倫理問(wèn)題,各國(guó)需要制定既符合技術(shù)力量又尊重民主價(jià)值觀(guān)、人權(quán)和基本自由的控制措施。各國(guó)政府必須緊急開(kāi)始考慮法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和負(fù)責(zé)任的使用,并從各國(guó)處理或錯(cuò)誤處理其他革命性技術(shù)的方式中學(xué)習(xí),包括人工智能、納米技術(shù)、生物技術(shù)、半導(dǎo)體和核裂變。因此,我們絕不能再犯在人工智能方面犯過(guò)的同樣錯(cuò)誤,現(xiàn)在就要為明天的量子時(shí)代做好準(zhǔn)備。
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