IBM高级副总裁兼研究主管达里奥·吉尔本月在班加罗尔庆祝IBM印度研究实验室成立25周年。在采访中,Gil谈到了量子计算的进展,印度在量子计算机生态系统中的地位,以及为什么政府发现很难跟上已经席卷全球的生成人工智能(AI)模型的发展步伐。编辑摘录:
这是一个新兴的研究领域。量子计算机将提供聪明而复杂的新方法来编码信息,这些信息可以用作将其连接到某种形式的神经网络结构的基础。但这并不简单。量子计算机不是大数据机器。但这并不意味着量子可能不会对人工智能产生重大影响。你需要明确你想要解决的问题。也就是说,人工智能耗电量很大,量子技术可以帮上忙。
我们看到,作为一个类别,技术在经济、社会和国家安全方面的重要性正在上升到最高水平。对各国而言,它具有地缘政治重要性。现在,技术与贸易或军事联盟是平等的。但是政府并不能控制技术。事实上,大部分技术掌握在私营部门手中,而政府内部的复杂程度和知识是有限的。
可以肯定的是,参与改革的不仅仅是政府官员,还需要私人公司和其他机构。这种方法目前还不存在——我们需要发明出来。
这些技术的进步速度,比如人工智能,已经超过了整个系统,而人们甚至无法看到这个过程。所以,当你听到有人呼吁暂停(指的是一些技术专家呼吁暂停六个月开发GPT-4之类的语言模型),那是因为整个过程缺乏透明度。因此,我们需要围绕这些技术进行不同级别的治理。IBM对此也有强烈的看法。就我个人而言,我并不是要代表IBM的每个人发言,我认为我们不应该在公众身上进行试验。我认为这对作为一般原则的技术来说是个坏主意。
在经典(用于家庭和办公室)计算机中,处理器需要通过通信通道相互连接。我们现在正在构建量子(通信)信道。这需要架构方面的根本性变化,基于模块化原则(将多个处理器组合成一个具有通信链路的单一系统),这将有助于开发以量子为中心的超级计算,就像我们所看到的以cpu为中心的(中央处理单元)和以gpu为中心的超级计算一样。模块化将帮助我们扩展这些系统,并建立以量子为中心的超级计算机,拥有成千上万个量子比特。
我们目前有225个机构是全球IBM量子网络的成员。他们包括大公司、初创公司、国家实验室和不同的大学,包括印度理工学院马德拉斯分校和一家来自印度的初创公司。例如,波音公司对利用量子计算来开发材料或更好的复合材料很感兴趣,这些材料不太容易腐蚀,因为他们将它们用于飞机机翼等。埃克森美孚(ExxonMobil)计划使用量子计算来加速新材料的开发,帮助该公司推动提供更多可再生能源。戴姆勒公司的研究人员希望量子计算机能帮助他们设计下一代锂硫电池。
顶级小工具
当我们在2016年推出IBM量子体验时,一个核心原因是建立一个社区。首先是让他们访问他们以前没有的资源——云上的量子计算机。但很快,我们也开发了IBM Qiskit,这是目前领先的开发量子软件的开源环境(有四种印度语言)。我们还与一些国家合作,创建国家项目,就像我们在日本、德国、韩国、加拿大和西班牙所做的那样——我们还将推出更多项目。
我们的经验表明,要使一个量子项目成功,你必须有四个维度。首先,量子计算机形式的基础设施。其次,你需要一个研发(R&D)议程来推进该领域并发现新事物。第三,你需要技能、教育、培训项目和认证。第四是工业计划。我们采用这四个象限,并在每个国家有条不紊地实施它们。事实证明,这是非常成功的。
在印度,我认为我们还处于早期阶段。我们很高兴地看到,政府现在正处于提升国家量子战略的最后阶段(印度政府在2020年为量子计算分配了800亿卢比)。我们希望我们能为它的成功做出贡献。我们已经开始了其中的一些元素,与印度理工学院马德拉斯分校的合作就是一个很好的例子。目前,基础设施部分是通过远程访问(云),这是可以的。我们还没有一个工业计划。我们的愿望是培育这些种子,让它们成长,因为我们相信印度需要成为量子计算的全球领导者,才能取得成功。
当然,最终目标是建立一个实现纠错或显示容错的量子计算机。然而,实现这一目标的方法就像一个连续体,它将通过让机器以更低的错误率和更高的连贯性来表达。完全实现错误纠正是相对较新的事情——这是我们目前正在开拓的领域,并获得了良好的关注。我想你很快就会看到的。
在较高的水平上,该方法的工作方式是您可以描述或发现系统中的噪声。通过修改正在执行的电路并添加额外的门,就能够抑制目前存在的错误。我们已经用60多个量子比特做过了。
我们的100x100挑战已经引起了很多人的兴趣和关注,我们有很高的信心,我们将能够交付包含所有软件和错误缓解等的系统,这样你就能够编写一个具有100个量子比特和深度100个门操作的电路,这些都已经得到了错误缓解。(量子算法通过在量子位子集上应用量子操作(称为量子门)来工作。量子门可以比作经典计算机程序中的指令。用门表示的量子算法称为量子电路)。这是一种基于社区的方法,具有非常正式的挑战。
从历史上看,量子隐形传态的想法与纠缠光子(光粒子)的通信有关,将它们放在一个通道上,它们具有这种纠缠特性。现在你可以用它来交换信息。然而,就技术应用而言,其实际价值目前尚存争议。有人说这是建立安全通信渠道的基础。我们相信使用量子安全加密作为一种机制来保护通信通道,而不是那样做(量子隐形传态)。话虽如此,量子隐形传态的一个有趣的方面是将计算和通信世界结合在一起。
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