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云栖科技评论88期:量子计算的AB面

简介: 量子计算的“AB面”并不可怕,就像称赞自动驾驶汽车公司Waymo为道路测试车增加人类驾驶员一样,正是因为“没有100%的乐观,科学才值得相信”,“一片形势大好,毫无质疑与困境”,反而会让人心生疑虑:在科学研究上,通途并不存在,克服一个又一个问题,才是常态。

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【卷首语】量子计算的AB面

   12月19日,美国国会以348比11的高票,通过了国家量子计划法案(National Quantum Initiative Act),这意味着从2018年6月开始加速的美国国家量子计算战略,进入到了实质性的实施阶段。

  过去半年,美国在量子计算领域动作频繁,显著加大了在这一新兴领域的投入力度,不仅在2018年年6月由白宫牵头成立量子计算领导小组,更在9月提出国家级的量子战略,美国能源部则宣布“将成立多个国家级实验室,投入2.18亿美元至85个量子技术研究项目中,并在未来五年内,每年为每个实验室拨款2500万美元。”

  此外,能源部的科学办公室则计划将2019财年投入在量子计算上的预算增加一倍,达到1.2亿美元;美国国家科学基金会则承诺投入3100万美元资助相关的研究项目。在科研预算审批缓慢、国家资金投入逐渐由企业负担的美国科学界,量子计算的投入速度之快、力度之大,近年来极为少见。

  背后的原因则非常简单:在量子信息科学方面的领导地位对美国的国家安全和经济竞争力至关重要。

  只是,美国量子计算发展不仅有动听的“A面”,还有“唱反调”的“B面”: 由美国国家科学院、工程院和医学院联合组建的专家委员会在一份长达205页的、名为“Quantum Computing: Progress and Prospects(量子计算:成果与展望)”的报告中表示,考虑到量子计算目前的研究现状和进展,在未来十年内建造出能威胁到现有非对称加密算法 2048 或类似的基于离散对数的公钥密码体系的量子计算机,是相当难以预料的事情。

 简单来说,威胁这种加密算法仅仅是未来量子计算机能实现的各种计算的一个例子。所以在这里委员会想表达的是,未来十年内具备这种实际计算能力的量子计算机被建造出来的可能性微乎其微。

  一边是美国政府高调投入量子计算,一边是专家委员认为“没有能克服这些(量子计算面对的)挑战的任何保证”,在几乎同一时间,两种截然不同的声音创造了量子计算的“AB面”。

   量子计算的“AB面”并不可怕,就像称赞自动驾驶汽车公司Waymo为道路测试车增加人类驾驶员一样,正是因为“没有100%的乐观,科学才值得相信”,“一片形势大好,毫无质疑与困境”,反而会让人心生疑虑:在科学研究上,通途并不存在,克服一个又一个问题,才是常态。

   更何况,即使实用的通用量子计算机被最终证明是无法实现的,人们还是会在尝试设计和建造它的失败中学习到许多东西,就像近50年前,来自NASA的恩斯特·施图林格(Ernst Stuhlinger)博士在其著名的给赞比亚修女玛丽·尤肯达(Mary Jucunda)的信中所说:“(太空)探索让地球更美好。”

1、Uber将在宾夕法尼亚州重启无人驾驶路测

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  【新闻摘要】 据路透社报道,美国宾夕法尼亚州政府批准Uber在该州开放路面进行无人驾驶汽车测试,该公司是在2018年11月向该州政府提交的重启无人驾驶汽车路测申请,但Uber一名发言人在路透社报道前一天表示该公司目前尚未重启路测。不过,据此前Uber泄露的内部邮件显示,公司管理层十分期待车辆能够重新上路,Uber的无人驾驶汽车已经做好路测准备,且该公司已聘请美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)前高管Nat Beuse负责 Uber 自动驾驶汽车安全方面的工作,这一动作被视为是 Uber 将要重启自动驾驶路测的明显信号。

  【小云评论】2018年3月,Uber的无人驾驶汽车在亚利桑那州路测时发生了撞人事故,造成一名行人死亡,这是全球范围内首次无人驾驶汽车致人死亡案例,此后Uber暂停了无人驾驶汽车的道路测试,并引发了外界对整个无人驾驶行业的质疑。据媒体报道,为了更安全地进行路测,Uber计划在测试车辆上安排两名随车安全员,并将测试的车速限制在约 40 公里/小时,远低于事故发生前的 88 公里/小时,在此之前,Uber的竞争对手Waymo也已经做了包括增加人类安全员的一系列安全措施,但总体来说,目前无人驾驶领域正在以更谨慎的态度对待无人驾驶汽车的测试,这对行业发展益处良多。

2、欧盟 AI 道德准则草案出炉

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  【新闻摘要】 欧盟委员会任命的人工智能高级专家小组(AI HLEG)近日发布了AI开发和使用的道德草案:可信赖AI的道德准则草案(Draft Ethics Guidelines for Trustworthy AI),长达37页的内容涉及可信赖AI应该具备的两大要素以及AI行为的基本原则。从现在到 2019 年 1 月 18 日为草案对外开放征求意见期,预计 2019 年 3 月,AI HLEG 将向欧盟委员会提交最终版本的指导方针,以及提出如何推进这项工作的建议,目标是将欧洲的道德方法带入全球舞台。此外,欧盟委员会目前也正在向愿意分享相同价值观的所有非欧盟国家开放合作。

  【小云评论】AI无疑是这个时代最具变革性的力量之一,AI HLEG甚至认为,AI必将改变社会结构,因此,政府机构必须确保能够最大化AI优势,同时降低AI风险,这就需要“以人为本的人工智能方法和原则”。同时,AI 的开发和使用不应被视为一种手段,应视为增加人类福祉的目标,“可信赖的AI(Trustworthy AI)”会成为人类在数字经济时代的“北极星”。当然,AI HLEG也认为AI有两个关键的组成要素:第一,应尊重基本权利,适用法规、核心原则和价值观,以确保“道德目的”(ethical purpose);第二,兼具技术鲁棒性(robust)和可靠性,因为即使有良好的意图,缺乏技术掌握也会造成无意的伤害。

3、美国专业研究团队称量子计算很难走向应用

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  【新闻摘要】 由美国国家科学院、工程院和医学院联合组建的专家委员会近日在名为《Quantum Computing: Progress and Prospects(量子计算:成果与展望)》的长达205页的报告中指出,考虑到量子计算目前的研究现状和所取得的成果,在未来十年内建造出能威胁到现有非对称加密算法 2048 或类似的基于离散对数的公钥密码体系的量子计算机,是相当难以预料的事情。以较为通俗的表达来说,在未来十年内建成达到人们预期的、性能大幅度超过现有经典计算机的量子计算机,可能性是微乎其微的。

  【小云评论】倡导人们理性对待量子计算的声音正越来越多,虽然有人认为这是在“唱衰量子计算”,但理性的声音仍然是非常重要的,这不仅会让人们更加谨慎的在量子计算领域寻找突破点和发展道路,更会让人们理解前沿科技研究的关键价值:即使实用的通用量子计算机被最终证明是无法实现的,人们还是会在尝试设计和建造它的失败中学习到许多东西,就像人类在探索宇宙的进程中所收获的那样。

4、欧洲多国合作为微电子研究提供资金支持

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  【新闻摘要】 据美国《华尔街日报》报道,欧盟反垄断监管机构批准了法国、德国、意大利、英国共同为一个预计耗资数十亿美元的微电子研究项目提供资金的计划,具体来说,决议将允许上述四国在2024年前为研究中心和公司提供至多80亿欧元(合91.1亿美元)的公共和私人资金,共同研发更智能、更节能的微芯片和传感器。报道认为,此举是在欧盟及其成员国正收紧外国投资而设立规则之际出台的——旨在限制中国对具有战略意义的技术的收购,以及限制电信巨头华为等中国技术公司的企业活动。

  【小云评论】在许多欧洲国家,一股将欧洲在全球高科技行业(比如,太阳能板、风电、电动自行车和高速铁路等领域的)落后和衰退的原因归咎于中国的论调正在出现,并影响了中国高科技公司与欧洲同类型企业的收购(及合作)。在数字经济时代,欧洲发展高科技产业,特别是微电子(芯片)、软件和互联网产业是一种必然,更对欧洲追赶上业已蓬勃发展的数字化转型浪潮具有重要意义,但是,开放合作、共同合作是数字经济发展的根本,数字经济的两个重要组成部分:数据智能与网络协同,彼此之间相辅相成;固步自封不可能让欧洲赶上高速发展的数字经济列车。

5、斯坦福大学发布《2018年度全球AI报告》

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  【新闻摘要】 近日斯坦福大学正式发布《2018年度全球AI报告》,对当前全球人工智能行业进行了综合分析,该报告作者包括OpenAI,MIT, 以及 SRI International等研究机构的多位人工智能专家。报告显示,在问答领域,AI表现进步明显,在用于自然语言理解测试的GLUE基准以及AI2推理挑战中,AI性能都有所提升。同时,报告称中国AI论文发表数量的增长某种程度上由与政府相关的作者所驱动,与2017年相比,中国的政府相关作者发表AI论文数量增加了400%,而同期企业AI论文仅增加了73%。与之相反,美国发表的AI论文,其最大的增长来自于谷歌、英伟达和微软等企业科技巨头。

  【小云评论】虽然中国人工智能论文发表数量增速很快,甚至预计可能会在5年后超过欧洲,成为全球发表人工智能论文数量最多的经济体,但与欧洲、美国相比,中国人工智能论文更多来自于教育与科研机构,而非企业,这暴露出中国人工智能研究中的一个关键问题:人工智能在中国很火,但中国在人工智能领域拥有较强技术和高研究水平的企业较少,专利化、产品化乃至产业化的能力与欧洲、美国有一定的差距。这一差距也直接体现在了人工智能创业领域:2018年,美国人工智能创业公司获得的资金增长了4.5倍。

6、23家芯片及模组厂商将内嵌国产OS

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  【新闻摘要】 高通、联发科、瑞昱在内的23家芯片、模组厂商在阿里巴巴集团物联网生态合作伙伴大会上宣布,将与阿里巴巴合作,推出内嵌AliOS Things的芯片模组产品,并在天猫进行线上销售。参加本次会议的芯片模组商包括高通、联发科、瑞昱、挪威北欧半导体、中移物联、移远通信、日海智能、高新兴、广和通、紫光展锐、上海博通、全志、乐鑫、南方硅谷等23家企业,几乎覆盖了全球物联网芯片市场的半壁江山。目前,部分参会芯片模组商展示了与阿里合作的产品,产品均已经印上“Powered by AliOS Things”的字样,内嵌入AliOS Things以后,使用这些芯片模组产品的终端设备将具备便捷的上云能力。

  【小云评论】Windows是桌面时代的操作系统,Android是移动时代的操作系统,物联网时代同样需要操作系统,只不过这一操作系统与之前截然不同:它要连接云和端,具有一体化IoT基础设施的能力,足够精简和轻量但也要具有高性能,同时也需要具备极简开发、云端一体、丰富组件、安全防护等能力,但更重要的是,物联网操作系统必须要有丰富、开放和完整的生态:2030年全球物联网设备预计将激增到1250亿,这将创造一个供应商、设备类型极为复杂和多样化的物联网,生态是物联网操作系统成败的关键。

7、美国国会高票通过国家量子法案

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  【新闻摘要】 据美国媒体报道,美国国会已经通过了国家量子计划法案(National Quantum Initiative Act),这一法案旨在加快美国在量子计算领域的发展,美国参议院商务委员会主席约翰·图恩(John Thune)在该法案通过后表示:“建立国家量子计划对于保持美国在全球科技的领导者地位至关重要。”从2018年6月美国众议院科学委员会开始着手准备(美国)国家量子计划法案,提出建立国家级量子项目,仅过去半年法案便通过;在此期间,白宫还正式成立了新的(量子计算)领导小组,并在9月白宫峰会上正式提出量子战略;随着2018年底美国通过国家量子计划法案,美国在量子计算领域的发展已经进入快车道。

  【小云评论】英特尔量子硬件部门主管吉姆·克拉克(Jim Clarke)曾经公开表示:“量子信息科学方面的领导地位对美国的国家安全和经济竞争力至关重要,量子计算很可能解决传统计算机无法解决的问题,这就是为什么世界各国都在进行这场21世纪版‘太空竞赛’。”如果将美国国家量子计划法案作为一道分水岭,可以很明显地看出,在量子计算发展的前半程,主要是以微软、谷歌、IBM等企业为主,而在后半程,美国开始由政府官方力量进行支持和加速,这样的模式既促进了美国量子计算领域的多元化发展与技术的多样化,也让后半程的发展更加有“后劲儿”。

8、AT&T在美国12城上线5G

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  【新闻摘要】 据The Verge报道,AT&T宣布其5G网络12月19日在美国12个城市的部分地区上线,使其成为首家推出基于5G标准移动网络的无线运营商。从当地时间12月21日开始,少数用户将能够开始使用这一网络,届时AT&T也将开始销售其首款5G设备,即可以连接到网络、能提供更快网速的移动热点。目前,AT&T正与本地企业用户接触,邀请他们试用其新技术,这一举动似乎是为了让越来越多的人使用AT&T 5G服务之前,确保它运行良好。AT&T方面表示,在这段时间内,AT&T不会向用户收取热点设备或5G服务费用。

  【小云评论】信息时代的好处之一,就是信息的无障碍“零时差”传播,AT&T此次“上线5G”网络的消息,则更加印证了这一点——AT&T上线5G服务的新闻刚刚发布,“辟谣”的消息就几乎同一时间传遍了互联网(这甚至都用不上5G网络):AT&T这一次“开通5G”是依托现有的4G核心网和4G基站,引入28和39GHz频段的5G基站,以低成本、快速的引入5G热点覆盖,初期仅使用了100MHz带宽,以及采用2 x 2 MIMO天线,这意味着,早期AT&T的5G速率并不太高,理论峰值速率估计约1.2 Gbps,实际速率会更低。换句话说,这次“开通5G”更多是一次商业营销的噱头。

9、虚拟现实帮助实现阿尔兹海默症的早发现早治疗

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  【新闻摘要】 据卫报报道,科学家们发现虚拟现实设备还有一种意想不到的用途:帮助识别日后可能患上阿尔茨海默氏症的人。剑桥大学神经科学家丹尼斯·陈(Dennis Chan)所带领的研究团队日前展示的研究成果显示,利用VR头戴设备显示的图像可以测试人们的导航能力,那些在测试中表现较差的人,日后更可能患上阿尔茨海默氏症,这意味着,医生可以更早地识别潜在患者,甚至在未来能够更容易地开发出旨在阻止或减缓阿尔茨海默氏症病情的治疗方法。

  【小云评论】根据《2016年世界阿尔茨海默氏症报告》,估计全球有4700万痴呆症患者,其中约58%在低收入和中等收入国家,到2050年这一数字预计将达到1.315亿人,这意味着大约每20分钟左右,就会有一名新增的阿尔茨海默氏症患者,而阿尔茨海默氏症在中后期需要持续依赖他人照顾,这成为了很多家庭的沉重负担。如果能够开发药物并更早地进行治疗,比如在疾病扩散到内嗅皮层(内嗅皮层是阿尔茨海默氏症患者大脑中第一个出现退化的区域)之前,那么就有可能预防痴呆症的发作,这将为亿万家庭及潜在患者的生活带来极大的改善。

10、BCI技术或可恢复截肢患者全部触觉

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  【新闻摘要】 据英国每日快报报道,科学家正在研究如何借助脑机接口(BCI)帮助患者恢复触觉,YouTube科学秀的主持人Hank Green表示,科学家们认为,BCI能够接入神经系统,因为人体的整个神经系统就像一个电子信号收发器,与电子系统有许多相似之处,如果能够借助BCI连接大脑的触觉功能区域,并且接收或者发送神经信号,那么科学家们就可以通过对信号的控制,让病患重新获得触觉,而触觉对于修复学来说是最重要的,因为触觉能够告诉你物体是热还是凉,是拉紧的还是放松的,而且能够帮助你锁定物体的位置。

  【小云评论】人体要维持正常的生命活动,就需要在体内及与周围环境不断进行物质的交换、能量的转化及信息的传递,这一切过程都离不开生物电活动:事实上,人体通过电活动传递信号,而大脑的放电模式能够编写出神经编码信号,每个任务都有不同的编码模式。因此,如果可以读懂这些电信号,并将其转换成能够写入计算机的代码,那么人类就有可能通过计算机来接收、解释、传递和下达电信号指令,实现触觉、嗅觉等感官体验以及让身体的某一部分执行具体指令,这对许多功能受限的病患来说意义重大。当然,这也展现出了数据科技的魔力:它不仅是人类改变外部世界的重要手段,同时也是研究和修复人类自身问题的关键方法。

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