Kolumna gościnna Quantum Partculars: „Badacze kwantowi mogą się wiele nauczyć na błędach społeczności zajmującej się sztuczną inteligencją” – Inside Quantum Technology

Kolumna gościnna Quantum Partculars: „Badacze kwantowi mogą się wiele nauczyć na błędach społeczności zajmującej się sztuczną inteligencją” – Inside Quantum Technology

Znacznik czasu: 21 grudnia 2023 6:00
Joan Etude Arrow, założycielka i dyrektor generalna projektu Quantum Ethics Project, omawia rolę szumu w marketingu kwantowym.
By Kenny Hughes-Castleberry wysłano 21 grudnia 2023 r

„Quantum Partculars” to gościnna kolumna redakcyjna zawierająca ekskluzywne spostrzeżenia i wywiady z badaczami kwantowymi, programistami i ekspertami przyglądającymi się kluczowym wyzwaniom i procesom w tej dziedzinie. W tym artykule przedstawiono opinie Joan Etude Arrow, założycielki i dyrektora generalnego projektu Quantum Ethics Project, która omawia funkcję i wady „szumu” w przemyśle kwantowym. 

Po Dartmouth w 1956 r Studium letnie Grupa, która ustanowiła dziedzinę sztucznej inteligencji, nowo wybitni badacze sztucznej inteligencji proklamowana jakie wkrótce osiągną komputery inteligencja na poziomie ludzkim albo lepszy. Twierdzenia te wysunięto, gdy komputery działały na lampach próżniowych, zajmowały cały pokój i brakowało im bogatych danych szkoleniowych dostępnych w Internecie, niezbędnych obecnie w modelach sztucznej inteligencji, takich jak ChatGPT. Mimo że nie istniał żaden sprzęt niezbędny do wyrafinowanej sztucznej inteligencji, tzw złote lata AI trwała do 1974 roku i trwała miliony dolarów zainwestowane w MIT samodzielnie finansować badania oparte na przesadzonych obietnicach.

Ta historia może wydawać się znajoma każdemu, kto znajduje się na wyciągnięcie ręki od obliczeń kwantowych. Porozmawiaj z dowolnym poważnym badaczem, tak jak ja to robiłem przez ostatnie dwa lata, próbując zrozumieć szum związany z kwantami, a powie ci, że poziom szumu wokół technologii kwantowych jest bliski ich największym obawom. Moi koledzy martwią się, że podobnie jak badacze z lat 50. przeceniamy możliwości komputerów kwantowych. Kwantowy sprzęt obliczeniowy jest wciąż w powijakach i podobnie jak lampy próżniowe z lat pięćdziesiątych XX wieku, nasze młode kubity nie są wystarczająco mocne, aby sprostać obietnicom, jakie im składamy.

To właśnie mam na myśli, mówiąc o szumie, który definiuję jako różnicę między obiecanymi możliwościami tej technologii a jej możliwościami w świecie rzeczywistym. Badacze sztucznej inteligencji obiecywali za dużo 50 lat, zanim sprzęt był w stanie spełnić oczekiwania, w wyniku czego najbardziej stracił wiarę w tej dziedzinie – pogrążając badania nad sztuczną inteligencją w okresie zimowym o minimalnych funduszach i marginalnym statusie przez dziesięciolecia – czego konsekwencją było ślimacze tempo postępu w tej dziedzinie.

Dziś badacze kwantowi flirtują z tą samą katastrofą. Jeśli nie uporamy się z szalejącym szumem wokół naszej dziedziny, ryzykujemy, że technologia kwantowa pogrąży się w własnej zimie. Gwarantowałoby to, że bardzo potrzebne rozwiązania, do których zdolny jest kwant, nie pojawią się przez lata, a nawet dziesięciolecia, podczas gdy my będziemy walczyć o rozwój sprzętu kwantowego na marginesie rozwoju technologicznego i bez wystarczających funduszy.

Ale ten artykuł nie jest wykładem na temat szumu. Jak wskazałem z własnych doświadczeń, w społeczności kwantowej panuje powszechna zgoda co do tego, że szum stanowi problem. Teraz musimy zdecydować, co z tym zrobić. Sprawę komplikuje fakt, że szum nie jest czymś powszechnie złym. Może to być: zdrowy mechanizm za wzbudzanie emocji, pozyskiwanie funduszy i promowanie własnej pracy.

Jak zatem możemy pogodzić nasze potrzeby w zakresie gromadzenia funduszy i sprzedaży produktów z koniecznością uniknięcia kwantowej zimy dzięki jasnej i wiarygodnej nauce?

Uważam, że dobrym początkiem będzie ilościowe określenie różnicy między obiecanymi możliwościami a możliwościami w świecie rzeczywistym. Potrzebujemy miernika prób wiarygodności, aby zakwalifikować następujące pytanie: Jak daleko są rzeczywiste możliwości Twojej technologii od spełnienia obietnic?

W przypadku algorytmów kwantowych nadrzędnym celem tej dziedziny jest kwantowa przewaga obliczeniowa. Tworzenie metryki wiarygodności dla algorytmu kwantowego może wyglądać jak oszacowanie liczby kubitów, które prawdopodobnie będą potrzebne do osiągnięcia przewagi kwantowej, a następnie porównanie tej liczby z największym systemem fizycznym, w którym udało Ci się pomyślnie zaimplementować algorytm.

Prosty przykład: jeśli Twój algorytm wymaga co najmniej 100 kubitów do działania w reżimie, którego klasyczne komputery nie mogą symulować – ustanawiając w ten sposób reżim przewagi kwantowej – a Twój algorytm zakończył pracę tylko na 7 kubitach z wcześniej określonym błędem rozwiązania, to Twój stosunek rzeczywistych możliwości do obietnic wynosi 7/100 = 7%. Im bliżej jesteś 1, tym bardziej stajesz się wiarygodny.

Należy podkreślić, że metryka ta zależy od heurystyki, czyli liczby kubitów potrzebnych do przekroczenia możliwości symulacji kwantowej klasycznych komputerów. Liczba ta nie jest stała, w miarę pojawiania się coraz bardziej wyrafinowanych metod klasycznej symulacji układów kwantowych, górna granica będzie się zwiększać. Dopóki założenia dotyczące heurystyki są jasne, ocena wiarygodności może być ważnym sposobem wyjaśnienia tego, co w przeciwnym razie byłoby zbyt techniczną rozmową na temat postępów poczynionych przez badaczy algorytmów kwantowych.

Podobną metrykę wiarygodności można uzyskać w systemach wykrywania kwantowego lub sieci kwantowych. W przypadku czujników kwantowych nadrzędnym celem może być czujnik kwantowy, taki jak GPS bez satelity, na tyle przenośny, że można go umieścić w terenie, na przykład w czyjejś dłoni lub w samolocie. Tutaj obietnicą jest pewien próg przenośności, rozmiaru fizycznego, wagi i czułości w terenie.

Wyjaśnienie tych wskaźników zmniejszyłoby szum informacyjny i pokazałoby postęp w kierunku użytecznej technologii kwantowej. Może to spowodować bardziej otrzeźwiający komunikat sprzedażowy, ale konieczne jest zapewnienie inwestorom, potencjalnym klientom i ogółowi społeczeństwa dokładnego zrozumienia tego, gdzie jesteśmy dzisiaj i jak daleko jeszcze musimy przejść.

Wskaźniki te należy postrzegać jako punkt wyjścia do rozwiązania problemu szumu reklamowego. Ci z nas, członkowie społeczności kwantowej, powinni pracować nad opracowaniem jasnych, łatwych do zrozumienia wskaźników, które miałyby sens z punktu widzenia celów naszych konkretnych dziedzin. Ponadto te wskaźniki niewiele dają, jeśli są ukryte w części technicznej artykułu. Te wskaźniki i założenia, od których zależą, powinny być głównym tematem każdego streszczenia artykułu, aby zapewnić jasną i wiarygodną komunikację naukową na temat naszych wyników w przyszłości.

Od nas zależy, czy unikniemy kwantowej zimy. Jeśli sukces współczesnej sztucznej inteligencji czegoś nas nauczył, to tego, że gdy nadejdzie, technologia kwantowa będzie siłą, z którą trzeba się liczyć. Od nas zależy, jak szybko ta przyszłość stanie się rzeczywistością.

Joan Etude Arrow jest założycielką i dyrektorem generalnym firmy Projekt etyki kwantowej. Jako członkini stowarzyszenia Quantum Society w Centrum Sieci Kwantowych Joan specjalizuje się w kwantowym uczeniu maszynowym, ze szczególnym naciskiem na wiarygodne praktyki badawcze, które rozwiązują problemy popularne w tej dziedzinie. Jako zastępca dyrektora ds. edukacji i rozwoju pracowników w Q-SEnSE Joan koncentruje się również na zwiększaniu dostępności technologii kwantowej, szczególnie dla studentów z różnych środowisk.

tagi: AI, Algorytmy, przereklamowane, Joan Etiuda Strzała, informatyka kwantowa, szczegóły kwantowe

Znak czasu:

Więcej z Wewnątrz technologii kwantowej