【华e生活讯】近年来，新兴技术日益突出。其中，量子计算极有可能改变我们的世界。 量子计算已经显示出有希望的证据，以一种难以置信的方式加速启发式计算。因此，在复杂的解决方案中应用量子计算来解决制药和材料发现、金融、自动驾驶汽车应用、人工智能等领域的问题，将对我们的生活产生重大影响。特别是，量子计算有潜力放大许多人工智能应用的影响(无论是积极的还是消极的)。 由于这些技术进步，公司可能会从量子计算中获得真正的收益。考虑到这一点，让我们来探索一下在量子计算和人工智能世界中你应该注意的10件事： 1. 量子计算的主要特点 在所谓的传统计算机中，位被编程为数据单位，可能的值为1和0。在量子计算机中，数据单元是用量子比特(量子位)编程的，它可以同时表示1、0或0和1的组合。 一个很好的类比是灯的开关，在传统的计算机中它可以有开或关的位置。使用量子计算机中的量子位，开关可以同时具有从开到关的任何位置的光谱。量子比特的物理能力带来了量子计算的两个主要特征。 2. 更快更好 量子计算机有四个基本功能，使其有别于今天的传统计算机: 商业中的应用程序将解决复杂的问题。例如: 从金融服务、制药和医疗产品、医疗保健、能源、电信、媒体、旅游、物流和保险等多个行业，都将从量子计算中显著受益。 3.偏置放大器 量子计算的放大效应超越了速度和准确性。它还强调了存在于AI/ML模型中的嵌入偏差。因此，易受算法偏差影响的应用程序(例如，在就业筛选领域、警务等)可能会变得更加脆弱。换句话说，量子计算可能有一个放大的负面副作用，可能会使这种应用太过危险，如果没有特殊的缓解控制，就无法使用。这是任何从事人工智能/量子计算的人都必须认识到并在他们的解决方案中考虑到的一个意想不到的影响。 4. 增加算法的复杂性、透明度和可解释性 当前人工智能的一个核心问题是缺乏透明度和可解释性，特别是在利用深度学习等复杂算法时。如果人工智能系统被用于直接影响生活的决策，如法庭判决、社区社会福利，甚至决定谁可以获得贷款和以什么利率贷款，从根本上来说，关键是该决定能够与实际的事实挂钩，在实践中是非歧视性的。 可以理解的是，这种人工智能系统上的量子计算增加了透明度和可解释性相关的复杂性。 5. 新的密码标准 这项了不起的技术的一个主要缺点是它能够破解许多用来保护互联网和其他关键应用的防御系统。量子计算对几乎所有公司都依赖的网络安全系统构成了严重威胁。如今，大多数在线账户密码和安全交易和通信都是通过RSA或SSL/TLS等加密算法进行保护的。目前的标准依赖于将大数分解为质数的复杂性。然而，这是量子计算机擅长解决的一类问题。按照我们目前的标准，破解一个密码可能需要传统计算机100年的时间，但用量子计算机就可以在几秒钟内完成。这种影响不仅限于个人账户密码，还包括暴露私人通信、公司数据甚至军事机密。为了应对这一问题，美国国家标准与技术研究所(NIST)正带头开展一项全球努力，寻找快速、可靠的后量子密码算法。NIST的数学家达斯汀·穆迪(Dustin Moody)在IBM的一次密码学会议上说:“我们希望最终版本完全准备好，并在2024年左右发布。” 6. 不是现在电脑的替代品 传统计算机在某些任务上比量子计算机做得更好(比如电子邮件、电子表格和桌面出版)。量子计算机的目的是成为解决不同问题的不同工具，而不是取代传统计算机。所以，是的，在可预见的未来，我们仍然会使用传统计算机系统，或者我们目前所知道的计算机系统的一个版本。 7. 接近主流 量子技术的突破持续加速，投资不断涌入，量子计算领域的初创公司持续增多。阿里巴巴、亚马逊、IBM、谷歌和微软等大型科技公司已经推出了商业化的量子计算云服务。 尽管量子计算作为一个概念早在20世纪80年代初就已经出现了，但直到2019年底，第一个真正证明量子计算机可以处理对传统计算机来说过于复杂的问题的证据才出现，当时谷歌宣布其量子计算机仅用200秒就解决了这样的计算。高盛(Goldman Sachs)最近宣布，最快将在五年内引入量子算法来为金融工具定价。霍尼韦尔预计，在未来几十年里，量子技术将形成一个价值1万亿美元的产业。 这一连串的活动表明，首席信息官(CIO)和其他领导者应该开始制定量子计算战略，尤其是在影响巨大的制药业等行业。 8. 尚需时日 尽管在构建不同的量子计算系统方面已经取得了重大进展，但我们还没有接近于在每个组织都拥有一个——更不用说每个家庭了。尽管量子计算初创公司已经筹集了数亿美元，但没有人指望量子计算系统在未来5年内成为日常标准。这种延迟很大程度上是由于仍然存在的困难，包括工程、建造和编程量子计算系统的困难，包括噪声、故障、量子相干性的丧失，当然还有与量子计算系统相关的高价格标签。 9. 需要半导体芯片和人才 疫情给我们的生活方式带来了关键变化，包括在家办公的正常化、供应链中断，以及对在你附近咳嗽的人产生怀疑的眼神。这也凸显了半导体芯片的高需求、低供应。从科技设备到汽车，需求的增加显著影响了消费价格。随着量子计算机的出现，需求只会进一步增长，进而影响半导体的可用性和成本。除了硬件供应的限制，目前还没有足够的资源来支持量子计算系统和整个经济生态系统。 10. 相关量子计算进展 近年来，计算机技术在两大方面取得了进展:一是在机器学习方面取得突破，开发出通过经验自动改进的算法;二是对量子计算机的研究，理论上可以证明量子计算机比任何超级计算机都更强大。 随着这一新的计算浪潮的到来，所有垂直行业的首席信息官和领导者都有受托人的责任和独特的机会，让他们的紧跟量子计算这项世界新技术的脉搏。 虽然量子计算的广泛采用和应用似乎还有很长的路要走，但现在是 MSP 和其他科技公司开始学习这项技术的时候了。 当客户开始更多地了解它并提出问题时，您需要准备好答案，并就为您的客户量身定制的正确方向提供建议。
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IBM公布433量子位“鱼鹰”处理器，拉开与谷歌和中国科技大研发差距
【华e生活编译】据路透社报道，IBM公司在11月9日召开的量子峰会上，推出了迄今为止最强大的量子计算机“鱼鹰”(Osprey)，量子比特数位达433个，是该公司去年发布的127个量子位“鹰”(Eagle)计算机的三倍，比谷歌公司的53个量子位计算机Sycamore快8倍多。 2021年10月有报道称，中国科学技术大学潘建伟院士团队成功研制出了具有66个量子位的原型机“祖冲之二号”。 量子位或量子比特的数量是使用量子力学的量子计算机能力的一个指标。量子计算机有望在某一天将某些计算的速度提高到目前最快的超级计算机的数百万倍。 IBM研究主管达里奥•吉尔(Dario Gil)表示，IBM仍在按计划推出一款超过1000个量子位的计算机，但为了进一步扩大规模，正在研究一种新方法，将量子计算模块化。 IBM称这个模块化系统为“量子系统二号”。 “量子系统二号是第一个真正模块化的量子计算系统，因此随着时间的推移，你可以继续扩展到更大的系统。”吉尔在本周IBM量子峰会之前对路透表示，“模块化意味着芯片本身必须相互连接。” IBM表示，该系统的目标是在明年年底前上线，通过连接多个量子系统二，它将成为“以量子为中心的超级计算”的构建模块。IBM表示，通过连接其中三个系统，它可以构建一个拥有16,632个量子位的系统。 IBM在世界各地拥有20多台量子计算机，客户可以通过云访问它们。 据WRAL报道，与北卡州立大学合作进行量子研究的蓝色巨人IBM，在量子峰会上宣布了一系列进展和修订的量子“路线图”，这引起了媒体的反应——包括迄今为止在“量子位”世界中最强大的量子芯片。 达里奥•吉尔(Dario Gil)博士说:“新的433量子比特‘鱼鹰’处理器使我们离量子计算机将用于解决以前无法解决的问题更近了一步。”“我们正在不断扩大和推进我们的量子技术，跨越硬件、软件和经典集成，以应对我们这个时代的最大挑战，与我们的合作伙伴和全球客户一起。这项工作将被证明是未来以量子为中心的超级计算时代的基础。” IBM的目标是到2025年达到4000 +量子比特的功率。 吉尔表示，这并不意味着量子计算机会一下子超越传统计算机。相反，IBM所设想的是这样一个世界：计算应用程序的某些部分在传统芯片上运行，而某些部分在量子芯片上运行，这取决于什么最适合特定任务。 “我们相信，在未来几年内，我们将能够展示具有实用价值的量子优势，这是我们的追求。”吉尔说。
专家警示，量子计算将比人工智能给人类带来更大威胁
【华e生活唐哲编译】今天的人工智能（AI）被描述成“无所不能，无所不通”，甚至具有自我意识，特斯拉创私人马斯克曾警告称，如果政府不对人工智能进行监管，该技术会泛滥到可能会成为人类“最大的生存威胁”。 世界还未来得及控制人工智能这个“恶魔”，一种更强大的新兴技术——量子计算已悄然崛起。它有可能造成严重破坏，特别是当量子计算与人工智能结合。我们迫切需要了解这项技术的潜在影响，规范它，并防止它在为时已晚之前落入坏人之手。世界绝不能重蹈拒绝监管人工智能的覆辙。 虽然量子计算还处于起步阶段，但它的运行基础与今天的半导体计算机有很大的不同。如果世界各地正在进行的各种项目取得成功，那么这些机器将会非常强大，可以在几秒钟内完成传统计算机需要数百万年才能完成的任务。 由于这项技术的巨大威力和革命性应用，量子计算项目很可能已经成为国防和其他政府研究的一部分。 半导体用一系列的1和0来表示信息，这就是为什么我们称它为数字技术。而量子计算机使用一种叫做量子比特的计算单位。一个量子位可以同时容纳1和0的值，这是通过在量子物理学中加入一种被称为叠加的反直觉性质实现的。因此，两个量子位可以表示序列1-0、1-1、0-1和0-0，它们都是并行的，并且都是在同一时刻发生的。这使得计算能力得以大幅提升，每增加一个量子比特，计算能力就会呈指数增长。 如果量子物理离开实验阶段，进入日常应用，它会有很多用途，改变生活的很多方面。量子计算机快速处理海量数据的能力足以压倒当今任何系统，它有可能实现更好的天气预报、财务分析、物流规划、空间研究和药物发现。一些行为者很可能将它们用于邪恶的目的，泄露世界上每一台数字计算机的银行记录、私人通信和密码。今天的密码学将数据编码为大量的数字组合，使用经典的数字技术在合理的时间内是不可能破解的。但是量子计算机——利用诸如叠加、纠缠和不确定性等量子力学现象，可能有潜力快速尝试各种组合，从而几乎可以在瞬间破解和加密。 需要明确的是，量子计算仍处于萌芽期——尽管具体到什么程度，我们只能猜测。由于这项技术的巨大潜力和革命性应用，量子计算项目很可能已经成为国防和其他政府研究的一部分。这类研究处于保密状态，有很多关于达到里程碑的声明和猜测。据悉，中国、法国、俄罗斯、德国、荷兰、英国、加拿大、印度等国家正在推进相关项目。在美国，竞争者包括IBM、谷歌、英特尔和微软，以及各种初创企业、国防承包商和大学。 尽管缺乏宣传，但已经有一些基础应用的可信演示，包括能够探测和测量电磁信号的量子传感器。其中一个这样的传感器被用于从国际空间站精确测量地球磁场。 在另一项实验中，荷兰研究人员通过一个基本的量子通信网络传送量子信息。科学家们没有使用传统的光纤，而是使用三个小型量子处理器将量子比特从发送端瞬间传输到接收端。这些实验还没有显示出实际应用，但它们可以为未来的量子互联网奠定基础，在那里，量子数据可以安全地通过量子计算机网络传输，速度超过光速。到目前为止，这只可能发生在科幻小说中。 拜登政府认为输掉量子计算竞赛的风险迫在眉睫，因此在今年5月发布了两项总统指令: 一项是将国家量子计划咨询委员会直接置于白宫的权力之下，另一项是指示政府机构确保美国在量子计算方面的领导地位，同时降低量子计算对密码系统构成的潜在安全风险。 一些实验也致力于将量子计算与人工智能结合起来，以超越传统计算机的限制。2020年3月，谷歌推出了TensorFlow Quantum。这是首批量子- AI混合平台之一，将对海量数据中的模式和异常现象的搜索提升到一个新的水平。与量子计算相结合，人工智能感知更具有革命性的结果。 考虑到量子技术的潜在范围和能力，至关重要的是不要重蹈人工智能的覆辙，因为监管失败给世界带来了过分夸大人类偏见的算法偏见，支持阴谋论的社交媒体，以及由人工智能生成的假新闻和社交媒体帖子助长对民主制度的攻击。危险在于机器自主决策的能力，计算机代码的缺陷会导致意想不到的、往往是有害的结果。2021年，量子学界发出行动呼吁，紧急解决这些问题。此外，有关量子技术的关键公共和私人知识产权必须受到保护，以免被美国的对手窃取和滥用。 这也涉及到国防问题。在安全技术领域，所谓的“圣杯”是一种与密码分析相关的量子计算机，能够破解世界各地数字系统。敌对政权手中拥有这种能力是非常危险的。 专家警告称，中国似乎在量子网络和量子处理器等多个量子技术领域处于领先地位。世界上最强大的两台量子计算机都是在中国建造的。早在2017年，中国科学技术大学的科学家就利用先进的卫星建立了世界上第一个量子通信网络。可以肯定的是，这些公开披露的项目是用来证明这一概念的科学机器，与量子计算未来的可行性关系相对较小。然而，知道所有政府追求技术只是为了防止对手抢先，中国的这些成功很可能表明对美国和其他西方国家的优势。 因此，除了加速研究之外，应该毫不拖延地实施对开发人员、用户和出口的定向控制。专利、商业秘密和相关的知识产权应该得到严格保护——这是对冷战时期安全政策的主要内容——技术控制的回归。 为了避免人工智能和机器学习出现严重的道德问题，民主国家需要建立既符合技术力量又尊重民主价值观、人权和基本自由的控制。各国政府必须立即开始考虑法规、标准和负责任的使用，并学习各国处理或错误处理其他革命性技术的方式，包括人工智能、纳米技术、生物技术、半导体和核裂变。美国和其他民主国家绝不能重蹈他们在人工智能领域犯下的错误，今天就为明天的量子时代做好准备。
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