量子計(jì)算比人工智能更危險(xiǎn)？| 專家視點(diǎn)

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)成為序許多國家國防研究的一部分。

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他的公司的人工智能系統(tǒng)已經(jīng)“活了起來”，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)將擁有人類智能，但這項(xiàng)技術(shù)仍然無法完成簡單的日常任務(wù)。這其中包括駕駛車輛，尤其是在遇到需要哪怕是最微小的人類直覺或思維的意外情況時(shí)。

考慮到馬斯克本人曾警告說，如果各國不對(duì)其進(jìn)行監(jiān)管，人工智能技術(shù)可能成為人類“最大的生存威脅” ，圍繞人工智能的聳人聽聞并不令人驚訝。但無論計(jì)算機(jī)是否能夠獲得類似人類的智能，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^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，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)使用一種稱為qubit的計(jì)算單元。通過在量子物理學(xué)中加入一種稱為疊加的違反直覺的特性，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。

如果量子物理學(xué)離開實(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)成為各國國防研究的一部分。這種研究往往是保密的，有很多關(guān)于達(dá)到里程碑的說法和猜測(cè)。眾所周知，包括法國、俄羅斯、德國、荷蘭、英國、加拿大和印度都在尋求項(xiàng)目，而在美國，包括 IBM、谷歌、英特爾和微軟，以及各種初創(chuàng)企業(yè)、國防承包商和大學(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精確測(cè)量來自國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，這只有在科幻小說領(lǐng)域才有可能。

美國拜登政府認(rèn)為輸?shù)袅孔佑?jì)算競(jìng)賽的風(fēng)險(xiǎn)迫在眉睫，而且非?？膳拢虼怂?5 月發(fā)布了兩項(xiàng)總統(tǒng)指令：一項(xiàng)將國家量子倡議咨詢委員會(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)這些模型增長到數(shù)萬億個(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——它們將需要更長的時(shí)間來訓(xùn)練。量子計(jì)算機(jī)可以極大地加速這一過程，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)管失敗給世界帶來算法偏見，加劇人類偏見，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，還涉及國防問題。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)開發(fā)人員、用戶和出口的有針對(duì)性的控制。專利、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)誤的倫理問題，各國需要制定既符合技術(shù)力量又尊重民主價(jià)值觀、人權(quán)和基本自由的控制措施。各國政府必須緊急開始考慮法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和負(fù)責(zé)任的使用，并從各國處理或錯(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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