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。

杜克大学研究人员发现相变的量子现象——可想象成看着水变成蒸汽的那一刻

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。

IBM公布了开发量子动力超级计算机的路线图

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。

杜克大学在量子技术研究方面有新突破

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。

人们对量子技术的兴趣在增加

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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