据报道,谷歌已经实现了著名的量子至上,因为 金融时报 首次报告 于2019年9月20日。事实上,NASA/谷歌声称 "我们的处理器需要大约200秒来对量子电路的一个实例进行100万次采样,一台最先进的超级计算机需要大约1万年才能完成同等任务"。这将意味着确实是量子至上,即用量子计算机完成一项计算任务的能力甚至超过最强大的经典计算机(更多解释,见 即将到来的量子计算的破坏,人工智能和地缘政治 (1)).

然而,描述这一成就的论文随后被从最初的出版商NASA网站上删除。当然,我们可以找到该论文的缓存版本,例如 这里 (Bing cache)和 这里 (pdf在谷歌硬盘上)。此外,Bing指定它在......2006年缓存了该网页,可能加深了这个谜团。因此,网络上充斥着关于这一说法的有效性的讨论(如 黑客新闻).

无论如何,这提醒我们,一个拥有量子计算机的世界即将诞生。所有行为者都需要考虑到这个新的未来,在所有方面。对于那些关心国际安全的人来说,这一点甚至更加真实。

这篇文章是一个新系列的第一篇,重点是了解即将到来的量子-AI世界。这个未来的世界会是什么样子?对地缘政治和国际安全会有什么影响?这些变化将于何时发生?

以前的我们强调了预见未来的量子-人工智能世界是多么关键。首先,对这个未来世界的想象会推动对量子的投资,从而在量子技术的竞争中占据优势。其次,与此相关的是,展示对未来世界的正确愿景将使人们做好准备。反过来,这种准备将影响国家在国际体系中的相对权力。

因此,那些落后的国家很可能在独立、经济发展和财富、安全和保护自己及其公民免受外国侵略的能力等方面付出非常高的代价。那些没有预见到即将到来的量子-人工智能世界和没有充分拥抱它的公司同样可能不得不面对非常高的成本,变得过时,失败和消失。

因此,预见未来的量子-人工智能世界是地缘政治和安全的需要。然而,预见未来的量子-人工智能世界也是特别困难的。我们在本文的第一部分中解释了原因。然后,我们提出了一个框架,以便在未来的量子-人工智能、安全和地缘政治的情况下向前推进预见性。在第二部分,我们强调了另一个危险,即无法思考和想象当前结构之外的世界。我们建议如何避免这种 "想象力的失败"。最后,我们提出了未来的量子-人工智能世界可能会建立在的基石上。这些积木将成为我们在整个系列中勾勒未来量子-人工智能世界的起点。

一层层的变化

想象一个由量子-人工智能驱动的世界的困难在于需要理解和预见不同层次的变化。

我们需要预见的不是一种演变,或几个动态和过程,而是无数个动态和过程,以及它们之间的相互作用。此外,这些反馈将在不同类型的领域内和之间发生,并以不同方式传播。事实上,量子技术,特别是量子计算和模拟,与人工智能(AI),或者说深度学习混合在一起,将首先被其他科学所使用。因此,新的发现和创新将在各个领域出现。此外,一门科学中产生的变化可以成为另一个科学领域中整个系列创新的起点。反过来,这些演变中的每一个都会以许多方式影响科学之外的世界。同时,这些后果将相互影响。

换句话说,我们必须预见基于量子-人工智能的许多不同科学的变化,然后是这些创新带来的跨领域和不同发展顺序的变化。

此外,就国际安全、战争、地缘政治和治理而言,我们不能止于此。我们还需要设想这些变化将如何影响所有与安全有关的领域,以及治理和国际关系。

因此,我们需要使用一种前瞻性的方法,它可以看起来像一个 "层糕 "模型--有趣的是,这是在国际关系中已经使用的一个比喻(George Modelski, 世界政治的原则1972年;保罗-詹姆斯,《采访 with George Modelski", 2017)。

超越当前的线性延伸

量子应用满足当前需求

量子技术和科学的应用和用途已经被确定。

然而,通常情况下,这些主要是已经存在的使用方式的投影。

例如,一些行为者需要超级计算机或高性能计算(HPC)系统(对人工智能/深度学习的这种需求的分析,见 ★高性能计算竞赛和权力--人工智能、计算能力和地缘政治(3)。).因此,这些行为者从他们的HPC需求出发,将其扩展到新的、现有的或未来的量子计算能力。例如,空中客车公司就在使用这种方法。

这的确是开始想象量子技术在未来如何使用的一个非常重要的方法。开始准备使用新的计算语言,新类型的算法,开始熟悉一种全新的技术,这绝对是至关重要的。

然而,这还不够。

危险之处在于未能预见到惊喜,无论是完全新颖的可能性还是意想不到的后果。如果我们只是延伸或线性地预测现在,我们可能只是预见一个与现在相当类似的世界。这个 "新 "的量子驱动的世界可能会更快,有一些重要的改进,但是,它仍将与我们目前所知的相似。在这种情况下,新的量子-人工智能世界很可能没有达到预期的范式革命。

然而,也很有可能,最终出现的东西将是极其新颖和非常不同的。

如果我们想实现可操作的预见性,那么我们也必须允许非常不同的情况发生。

审视过去科学和技术变革的后果

过去的历史可以帮助我们思考我们可能即将面临的变化类型。

经度、地图和多重影响

我们是否可以看到像过去一样,对海上经度测定的逐步改进的关键变化(如
伽利略项目
海上的经度)?然后,随着我们用各种仪器和方法在海上确定经度的能力的进步,社会从只参照陆地航行转为跨洋航行。发展了新的航海能力的社会,从一个受限制的世界走向了扩张的能力。

同时,地图从根本上发生了变化和改进,对现代国家制度和国际关系产生了巨大的影响(Thongchai Winichakul, Siam Mapped: A History of the Geo-Body of a Nation1994年;Helene Lavoix,"地图的力量“, 2012).

蒸汽船、炮艇外交和中国

我们是否可以看到一场与过去蒸汽船的使用和传播一样强大的革命,特别是在19世纪被称为炮舰外交的时代(例如,马修-麦克林,"建立蒸汽。19世纪东亚殖民战争中的蒸汽船技术“, 2012)?

例如,那个时候意味着 "西方 "将(不平等的)条约港制度强加给中国(例如Albert Feuerwerker,"外国在中国的存在," 1983, 128-207).它在时间和空间上引发了一连串巨大的后果,今天仍然影响着我们(关于粗略的总结和第一个参考书目,见Helene Lavoix,"来自钓鱼岛的警告", 2012).事实上,对中国来说,这段时间被称为 "耻辱的世纪",是其历史上构建的世界观的一部分。因此,它渗透到了中国目前的决策中,包括关于量子技术的竞赛(理论基础,见Helene Lavoix, 民族主义 "和 "种族灭绝).

如果我们想对量子世界的政治和地缘政治实现可操作的预见性,那么我们必须考虑这类非常真实和关键的问题。

设想未来世界的新结构

在通往量子未来的方法中,我们 "仅仅 "扩展现在以整合量子技术,世界的结构并没有改变。例如,制造飞机可以更快,以更低的成本完成,生产的飞机可以有更好的质量,也许可以更快飞行,也许可以自主飞行。但是,从根本上说,飞机仍然是飞机,没有什么变化。对于一个飞机制造商来说,不发展量子能力,与竞争相比,很可能仍然是灾难性的。尽管如此,世界上可能发生的变化可能不会是根本性的破坏。

我们往往被锁在我们所知道的世界里,只能向前推进,想象现有的趋势和它们已知的和主要的驱动力。

以前的例子表明,我们必须超越我们目前的世界来思考。我们必须能够思考今天和明天的版本,即在看不到陆地的情况下穿越广阔的水域,在新设备上对世界进行新的表述,这将从根本上改变政体和国际体系。我们需要能够想象未来类似于蒸汽船和随之而来的炮艇外交的事件,而且是由 "野蛮人 "管理的,这将从根本上扰乱我们的世界。

换句话说,我们必须确保我们不会成为 "想象力的失败 "的牺牲品。事实上,这种错误被认为是导致9/11警告失败的主要原因之一(9/11委员会的报告,第339-348页)。

相反,我们必须赞成想象力。我们需要成功地走出或超越我们已知世界的结构进行思考。

为了能够做到这一点,我们将首先确定目前正在建立的量子革命的基石。然后,我们将调查每一个模块,并看看计划中的经典用法。然而,我们不应停留在一阶效应上,还应该尝试设想二阶和三阶影响,包括在安全、政治和地缘政治方面。

当我们通过我们的积木前进时,我们将朝着越来越复杂的层次前进。我们将尝试想象这些积木中的一些是如何或可能被组合的。最后,为了尝试超越我们世界的现有结构,我们将提出 "如果 "问题。我们将暂停怀疑并支持想象力。这些问题可以为未来的多学科展望工作打下基础。

未来量子-人工智能世界的构件

来自量子企业界的量子应用

企业界和值得注意的初创公司已经开始研究如何创造和销售量子计算的应用。与此同时,他们还采用了分类法或分类法。

比如说。 D-WAVE (一家专注于一种叫做 "量子计算 "的公司)。 量子退火 - 而其他大多数发展中国家 基于门的量子计算机),确定了其应用的四个主要领域:优化、机器学习、材料科学和蒙特卡洛模拟。

启动 萨帕塔计算该公司专门从事创建量子算法和开发跨量子计算平台的软件,其应用分为三个领域:量子化学、优化和量子机器学习,如下表所示。

萨帕塔计算类别的量子算法应用和实例
时间丘比特的数量量子化学量子优化量子机器学习
近期50电池材料金融组合优化图像/音频生成
燃料电池的催化剂制造工艺优化供应链优化
材料的耐用性车辆路线优化预测性维护
较长期的 500药物发现生物信息学信用/欺诈检测

另一家创业公司 QCware该报告确定了五种类型的 "用例":化学模拟、优化、机器学习、微分方程和蒙特卡洛方法。

咨询公司,如波士顿咨询公司,专注于应用,但已经根据他们用于咨询业务的部门进行细分(Philipp Gerbert和Frank Rueß,"量子计算的下一个十年--以及如何玩耍",BCG,2018年11月15日)。因此,我们有用户的类别。高科技、工业品、化学和制药、金融和能源(主要见图9)。然而,这种早期的分类使得我们很难想象在其他领域的其他用途。同时,它几乎没有考虑到跨行业的反馈和对社会的更大影响,这反过来又会对包括企业在内的所有参与者产生影响。

未来量子-人工智能世界的构件

如果我们综合这些方法以及其他方法,找出未来--和当前--量子计算的应用和使用,以及更广泛的量子科学,往往遵循两条路径,然后可能结合起来。

首先,从逻辑上讲,因为我们处理的是新的计算设施,所以演员们用算法的类型作为出发点和类别来设想未来的量子计算应用。因此,我们主要有量子优化算法和量子机器学习。我们还发现模拟,特别是蒙特卡洛模拟/方法,以及微分方程。

由于肖尔的算法,量子计算和密码学应该属于这里(见 即将到来的量子计算的破坏,人工智能和地缘政治 - 1).然而,我们也将考虑这一部分,以及相关的量子通信领域,特别是由于它们对情报和反情报的影响,作为一个完整的层,影响到所有其他(见 ★ 量子、人工智能和地缘政治(2)。量子计算的战场和未来).

其次,各种科学学科试图在他们的领域中发展量子方法,并调查量子力学是否可以改善他们的科学理解。在这种情况下,他们会从新的量子计算方法中受益,包括开发量子算法。

我们特别指出了量子化学和量子新材料、量子生物学以及量子物理学,包括量子光学。量子生物学,令人惊讶的是有时被认为是 "骗人的",实际上似乎是一个潜在的有趣的科学领域,例如,根据非常严肃和科学认可的杂志,the 英国皇家学会出版 介面 (Adriana Marais等人,"量子生物学的未来“, J R Soc界面, 2018年11月)。量子传感和计量学是量子信息科学(QIS)的一部分,可以看作是属于这里。

在接下来的文章中,我们将开始研究这些未来量子人工智能世界的构建块。


特色图片。图片由 alan9187淘宝网


更多参考资料和书目

Fairbank, John K., ed. 1983. 剑桥中国史》第12卷:民国中国1912-1949,第1部分.剑桥:剑桥大学出版社。

Feuerwerker, Albert, "外国在中国的存在,"在费尔班克,编辑,1983年。

Gerbert, Philipp和Frank Rueß, ".量子计算的下一个十年--以及如何玩耍",BCG,2018年11月15日。

詹姆斯,保罗,"采访 with George Modelski", in Manfred B. Steger, Paul James, 全球化。一个概念的职业生涯, Routledge, Oct 2, 2017.

Lavoix, Helene, "地图的力量“, 红色(团队)分析会, 2012.

Lavoix, Helene, "来自钓鱼岛的警告“, 红色(团队)分析会, 2012.

Lavoix, Helene, "民族主义 "和 "种族灭绝":民族性、权威和反对的构建--柬埔寨的案例(1861-1979)--博士论文--东方和非洲研究学院(伦敦大学),2005。通过以下途径访问和下载 大英图书馆的宗旨.

Marais, Adriana, Betony Adams, Andrew K. Ringsmuth, Marco Ferretti, J. Michael Gruber, Ruud Hendrikx, Maria Schuld,1 Samuel L. Smith, Ilya Sinayskiy, Tjaart P. J. Krüger, Francesco Petruccione, and Rienk van Grondelle, "The future of quantum biology", J R Soc界面, 2018 Nov; 15(148):20180640.在线发表2018年11月14日,DOI。 10.1098/rsif.2018.0640 pmcid: pmc6283985 pmid: 30429265.

麦林,马修,"建立蒸汽。19世纪东亚殖民战争中的蒸汽船技术",硕士论文,佛罗里达大学,2012年。

Modelski, George, 世界政治的原则,自由出版社,1972年。

9/11委员会的报告.

Winichakul, Thongchai, Siam Mapped: A History of the Geo-Body of a Nation,清迈。Silkworm Books, 1994.

由Dr Helene Lavoix (MSc PhD Lond)发布

Helene Lavoix博士伦敦大学博士(国际关系) ,是Red Team Analysis Society的总裁/CEO。她专门研究国际关系、国家和国际安全问题的战略预见和早期预警。她目前的工作重点是乌克兰战争、国际秩序和中国的崛起、行星越轨行为和国际关系、战略预见和预警方法、激进化以及新技术和安全。

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