不断上升的中美紧张关系--《红色(团队)分析周刊》--2018年11月22日

每周,我们的扫描收集全球变化、国家和国际安全、政治和地缘政治风险的弱--和不太弱--信号,这些都是私人和公共行为者感兴趣的。

社论。美国和中国之间的紧张关系似乎上升到了如此高的程度,而且越来越高(包括考虑到中国在量子信息科学方面的进展给美国带来的威胁)。 SIGINT – Signal Intelligence – 超越,除其他外),我们可能开始怀疑我们是否应该开始认真设想战争的可能性。 继续阅读“The Ever Rising U.S.-China Tension – The Red (Team) Analysis Weekly – 22 November 2018”

量子、人工智能和地缘政治(2)。量子计算的战场和未来

一场关于量子技术或量子信息科学(QIS)的竞赛已经开始。事实上,首先考虑到在密码学方面的后果--被称为 "密码启示"--没有一个国家可能允许另一个国家或外国公司率先开发量子计算。

然而,自从最初对密码学的担忧以某种方式引发了当前的量子革命后,情况发生了变化,发现了一些情况,现在确实存在着对一般的QIS和特别是量子计算的兴趣的第一个证明。

因此,本来还可以被视为边缘的、可能很遥远的、也许仍然不可能的演变,现在已经改变为范围大得多、在时间框架上更接近现在的东西,而且也更有可能。

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潜在的优势--无论是已经发生或正在发生的,还是仍在想象中的未来发生的--可以从QIS中获得的优势是如此巨大,同样,任何国家或高科技公司都不能在量子竞赛中落后,甚至更糟,忽视它。

事实上,不从这些变化中受益可能意味着被抛在一边,看到量子信息系统被用来对付自己。例如,很明显,没有一家从事计算机和信息技术的公司可以忽视这场竞赛以及量子计算的出现对其主要活动的影响。许多国家,在一个安全重要的世界里,不得不拥有别人可以开发的东西。

然而,人们可以从量子技术中寻求的非常实际的优势,或对安全的相关威胁,因此竞赛的原因仍然相对不明确。此外,量子革命发生在人工智能(AI),至少是深度学习,存在的世界,也与量子技术一起发展,同时两者相互干扰。因此,预见未来的量子技术应用和它们的影响,甚至更具挑战性。

尽管如此,还是有的。 能够想象和预见到量子技术的使用也是量子竞赛的一部分。那些将在比赛中名列前茅的人是那些能够首先利用尽可能多的量子技术用途的人。,同时开发量子传感、量子通信,并进行量子计算和量子模拟。

在这篇文章中,我们将开始概述这第一个困难的层面:如何想象和预见未来的量子世界。事实上,这是一个基本的但却被低估的量子信息系统的领域。我们还将概述在安全方面可能被视为敏感的领域,同时指出将受到最大影响的工业部门。

在强调了预见量子世界的挑战和特殊性,以及为什么实际上我们应该将量子与人工智能合并,从而预见一个新的量子人工智能世界之后,我们将首先转向量子通信以及对国家和公司的安全影响。其次,我们将关注量子传感和计量学带来的变化。最后,我们将关注量子计算和模拟将越来越多地影响更大范围的活动,从物流和优化到量子智能港口,例如,通过开始寻找气候变化的解决方案,对北极北海航线的影响。

除其他观点外,本文的部分内容将被纳入即将发表的演讲中。 量子计算国际会议(ICoCQ),将于2018年11月26日至30日在法国巴黎高等师范学院举行。这次会议将为蓬勃发展的量子计算领域提供最新的视角。因此,目前,这篇文章的大部分内容是作为独家前言提供给我们的会员。

走向量子化的人工智能世界?

量子技术所允许的变化仍然难以想象,特别是由于这种演变将产生至少四个步骤的过程。

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全文 4657字 - 18页 (pdf)

关于作者:博士 Helene Lavoix伦德博士(国际关系),是红色(团队)分析协会的主任。她专门从事国家和国际安全问题的战略预测和预警。她目前的重点是人工智能和安全。

书目和注释

*通用量子计算机是一种可以完成任何类型操作的计算机。它被称为这种方式是为了反对量子计算机,因为它将是特定应用的。

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德国评估30亿欧元用于人工智能--信号

对问题和不确定性的影响

临界不确定性 ➚ 在当前的人工智能力量竞赛中,私人和公共行为者都可能面临挑战--德国进行反击,但未来的道路充满竞争。对人工智能可能产生的量子干扰可能是德国以及法国的一个富有成效的战略选择 和英国(从欧洲的地理和历史角度来看)。

➚➚  人工智能的加速扩张

➚➚  人工智能世界的加速兴起

➚➚ 看到量子技术影响人工智能的几率增加(反之亦然)。
➚➚  
全球人工智能力量的竞赛不断升级
➚➚  世界其他地区追赶的挑战不断上升

 欧洲、美国以及中国之间的紧张局势有可能升级。

特色图片。德国国旗 Pixabay 和 迈克-麦肯齐 关于 Flickr - 图片来自 www.vpnsrus.com - (CC BY 2.0)。

事实与分析

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$20亿用于美国国防的下一代人工智能 - Signal- (开放访问/免费)

人工智能--力量、驱动力和赌注 (高级/会员专用)

人工智能的军事化--中国第一部分第二部分 (开放访问/免费)

2018年11月14日,德国政府推出了新的数字战略(见下文来源)。在其中,我们发现 Künstliche Intelligenz战略,"KI als Markenzeichen für Deutschland" /"KI made in Germany"。

"人工智能(AI)战略是将德国的人工智能的研究和开发以及应用提高到全球领先水平......"

根据这一战略,到2025年应投资30亿欧元($39.3亿),特别是用于联邦基金的研究,而私人部门预计将提供同等数额的资金。如果我们计算一下,该计划持续七年,这意味着每年预计有4.28亿欧元的公共资金($5.6亿),以及同样多的来自德国公司。

从好的方面看,这强调了一个框架的建立,考虑到人工智能的公共-私营研究-产业综合体,正如在美国存在的方式,与艾森豪威尔的军事-产业综合体相当相似--但范围更广(军事-工业综合体演讲, Dwight D. Eisenhower, 1961)。事实上,考虑到21世纪第二个十年末人工智能(实际上目前是狭义的人工智能,侧重于深度学习)发展的特点,如果只看人工智能的公共资金,而不考虑私人行为者,是没有意义的。

然而,我们应该记住,仅仅是美国国防部高级研究计划局(DARPA)投资了$20亿用于下一代人工智能的计划活动($20亿用于美国国防的下一代人工智能 - 信号).美国国会研究局最近的研究报告"人工智能与国家安全"(2018年4月26日)估计,美国科技公司在2016年投资了大约$20-$300亿,而 "国防部2016财年对人工智能的非机密投资总额刚刚超过$6亿"(分别使用麦肯锡全球研究所,人工智能,下一个数字前沿? 2017年6月,第4-6页。和Govini,国防部人工智能、大数据和云分类法,2017年12月3日)。

中国则计划在2030年前为人工智能投入$1500亿的政府资金(CRS,同上)。同时,中国的BATX和其他中国公司正在对人工智能进行大规模投资,而且确实非常活跃。

因此,德国计划的金额与竞赛的领导者中国和美国相比确实非常小。然而,它高于法国的计划,即五年内投资15亿欧元(每年3亿欧元)。

同时,德国成功占据了超级计算机世界的第八位 2018年11月Top500名单如果想在人工智能的世界舞台上成为一个严肃的行为者,这一点是至关重要的(见 人工智能、计算能力和地缘政治 (2) - 免费/开放访问)。德国有17个高性能计算(HPC)系统, 和法国可以使用18个这样的系统。此外,这两个国家通过欧盟在通向exascale的竞赛中处于有利地位(赢得超大规模计算的竞赛 - 人工智能、计算能力和地缘政治 (4)).

最后,如果资金和投资确实很关键,那么智能性并不取决于数量。此外,在人工智能方面,量子技术是一个非常具有颠覆性的因素,正如我们之前所展示的(赢得通向超大规模计算的竞赛...和 即将到来的量子计算的破坏,人工智能和地缘政治 (1) - 免费/开放访问。而在那里,德国正在成为最大的公共投资者(即将发表的文章),每年在量子信息系统方面的公共资金达到2.625亿欧元($301.24亿)("数量技术--从基础到市场",2018年8月)。私人投资仍有待评估。

因此,德国和法国的竞争,如果我们采取更多的欧洲视角--尽管英国脱欧,但我们应该加上英国,因为历史和地理联系仍然存在--很可能是一个挑战,但考虑到高度变化和流动的环境,一切都不会失去,远非如此。惊喜当然是可能的。

来源和信号

德国政府的数字战略

德国政府打算塑造数字革命,并尽可能地为国家的未来做好准备。为此,政府制定了一揽子措施,并将其归纳为一项实施战略。

KI作为德国的商标

"德国制造 "将成为现代、安全和有价值的KI-应用的国际标志,并以欧洲的Wertekanons为基础。因此,BMWi-Bundesministerium für Wirtschaft und Energie、BMBF和BMAS共同制定了科学智能战略,并在此基础上制定了Kabinett。

德国推出数字战略,成为人工智能领导者 | DW | 15.11.2018

"互联网是新的领域,"德国总理安格拉-默克尔在2013年时说。这句话引起了人们的嘲笑,但同时也表明德国对数字化的态度不够积极。五年过去了,德国终于加入了这一行列。

北极变暖的军事化--新威胁主义的竞赛()。

变暖的北极是一个正在进行的海洋、地缘政治和地缘经济革命的舞台。

例如,在2018年8月底,丹麦马士基公司,世界上主要的船东之一和 "世界上最大的集装箱航运公司(按船队规模和货物容量计算)"(网站),派出第一艘集装箱船使用这条航线,以测试其商业用途。这艘船从符拉迪沃斯托克到圣彼得堡,穿过白令海峡,沿着西伯利亚的北部海岸行驶(Tom Embury-Morris,"中国")。由于海冰融化,集装箱船历史上首次穿越北极航线", 独立报,2018年9月18日)。

自2013年以来,每年使用俄罗斯北方海路(也称为东北通道)的中国货运船队的数量都在增加,这要归功于该地区的快速变暖,将其转变为一个可航行的空间。同时,俄罗斯政治、经济和军事当局已经启动了一项大规模的基础设施、海洋和国防发展计划,该地区长4500公里,连接白令海峡和俄罗斯-挪威边境。

与此同时,俄罗斯、中国和法国的能源公司一直在变暖的俄罗斯海洋专属经济区开发大量和大规模的石油和天然气业务(Jean-Michel Valantin,"俄罗斯北极地区变暖:俄罗斯和亚洲战略利益的交汇处?", 红色(团队)分析会,2016年11月23日)。俄罗斯的这一令人印象深刻的努力,更重要的是了解到俄罗斯是一个全球能源巨人,并努力保持这一地位。目前,俄罗斯拥有巨大的石油和天然气储量,已探明的储量超过800亿桶,天然气储量为44.6万亿立方米,超过了伊朗的储量 (美国能源信息署, "俄罗斯",2015年7月28日)。

2018年9月,俄罗斯军方在西伯利亚和俄罗斯远东地区组织了巨型演习。中国军队与这次 "沃斯托克18 "演习有关。然后,从2018年10月23日至2018年11月7日,北约在北极地区的挪威和冰岛之间组织了 "三叉戟接点2018 "演习,从而主导了自1991年冷战结束以来最大的军事演习(Christopher Woody, "美国海军正在向北推进,在冰冷的条件下向俄罗斯靠近--它打算在那里停留。“, 商业内幕, 2018年11月7日)。

在这种情况下,我们可以看到,俄罗斯、中国和北约在北极的军事存在和演习与该地区因气候变化而迅速变暖的地球物理革命密切相关,因为它的变暖使北方海路的开放和能源的开发成为可能。换句话说,北极的军事化只不过是对不同的利益相关者在这一新的地球物理/地球经济形势下的工业和商业发展的一种补充。这意味着俄罗斯和中国在北极的军事演习是其经济发展的一部分:这种从国家经济力量到军事力量的延伸恰好符合17世纪设计的重商主义的定义,当时欧洲大国,特别是法国和英国使用军事手段来促进其国家经济利益("重商主义", 大英百科全书》(Encyclopedia Britannica)).因此,俄罗斯、中国和北约成员对北极的军事化似乎是气候变化时代的一种新形式的重商主义。

这些事件让人不禁要问,除了气候变化导致的北极地区变暖带来的机遇外,它们是否还有其他联系。人们不禁要问,它们是否也是全球化深度重组的表现,这种重组将由新的地缘经济国家利益施加的压力所驱动,这些利益在变暖的北极地区相遇和碰撞。

为了回答这个问题,我们将首先看看目前北极某些地区的军事化的战略意义。然后,我们将看到变暖的俄罗斯北极地区如何吸引不同的亚洲国家利益,从而成为连接亚洲与俄罗斯和北大西洋地区的新地缘经济空间。然后,我们将看到地缘经济和军事国家利益的交叉是如何标志着 "新危险主义 "的出现。

北极地区的军队(正在变暖)。

2018年10月25日至11月7日,北大西洋公约组织(NATO)首次在北极地区组织了名为 "三叉戟接点 "的巨型演习。这些演习动员了50,000名士兵,150架飞机,10,000辆陆地车辆和60艘军舰。它们以挪威和冰岛为中心,在那里进行了登陆、部署和战斗演习。这些演习是为了展示对一个假想的和未命名的对手的反应能力,该对手将在北极地区危及北约的一个成员。这种官方的 "匿名 "并没有阻止俄罗斯对这次非常接近其陆地和海洋边界的军事演习提出正式抗议(Christopher Woody, "俄罗斯将其导弹演习与北约多年来最大的战争游戏相提并论", 商业内幕,2018年10月31日)。

https://www.youtube.com/watch?v=nXrrS6Czu-M

然而,必须指出的是,从2018年9月11日至17日,俄罗斯军方组织了自己的大规模军事演习,名为 "沃斯托克18",动员了30万名士兵,超过36000辆陆地车辆,80艘军舰和1000架飞机。俄罗斯政治和军事当局首次邀请中国人民解放军参加这次演习,从而使这一事件具有补充的地缘政治意义,显示了俄罗斯和中国在面对可能的战略威胁时在政治和军事上的密切关系(Lyle J. Goodstein, "俄罗斯与中国的 "东方18号 "演习意味着什么?“, 国家利益,2018年9月5日)。

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Jean-Michel Valantin (巴黎博士)领导红色(团队)分析协会的环境和地缘政治部。他的专业是战略研究和国防社会学,重点是环境和人工智能地缘战略。

特色图片。 美国海军陆战队第24远征部队的海军陆战队员 2018年10月30日,在挪威奥芬德,参加 "三叉戟接点18 "演习的美国海军陆战队员卸下一辆用登陆艇气垫运载的突击两栖车。2018年10月30日,"三叉戟接点18 "演习增强了美国和北约盟国及合作伙伴在具有挑战性的条件下集体合作开展军事行动的能力,美国海军陆战队照片由梅内利克-柯林斯准尉拍摄,属于公共领域。

动态风险和不确定因素的建模 (1) : 绘制风险和不确定因素图

(本文是2011年11月以 "创建预见和预警模型 "为题发表的原始文章的全面更新版。绘制动态网络图(一)》)。绘制风险和不确定性是正确预测和管理风险和不确定性的正确过程的第二步。 这个阶段从建立一个模型开始,一旦完成,它将描述和解释手头的问题或议题,同时允许预测或预知。换句话说,随着第一步的结束,你已经选择了一个风险,一个不确定因素,或一系列的风险和不确定因素,或一个值得关注的问题,并有其适当的时间框架和范围,例如,什么是风险和不确定因素,以...

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卡舒吉之谜和唤醒的必要性--《红色(团队)分析周刊》--2018年10月25日

每周,我们的扫描收集全球变化、国家和国际安全、政治和地缘政治风险的弱--和不太弱--信号,这些都是私人和公共行为者感兴趣的。

编辑部:纽约时报》的文章 为什么贾马尔-卡舒吉遇害事件引起反响?"由 Megan Specia思考了许多人最近一直在想的事情。究竟为什么卡舒吉先生被谋杀,这绝对是一个残暴的罪行,对他的家人来说绝对是可怕的,而且绝对是错误的,但一个几乎不明显属于国际关系的事件,甚至不属于重大历史事件的事件,不仅在媒体上占据中心位置,而且对国际行为者,无论是公共还是私人,都是如此?

一方面考虑到记者被谋杀或被监禁的数量,另一方面考虑到这么多国家对人权的侵犯,对新闻自由的潜在攻击或对沙特阿拉伯违反人权的谴责不能成为一个充分的答案。实际上,在大多数时候,这些事件并没有激起什么。

Megan Specia (Ibid.)给出的答案主要有四点。"卡舒吉先生是一位杰出的作家,他的朋友都很有权势";"在通常是避难所的领事馆内被杀,令人震惊";"向土耳其媒体的泄密使这个故事成为头条新闻";"沙特王储已经为紧张的地缘政治奠定了基础"。

她的第一点和最后一点无疑是最有趣的,尤其是放在一起读,因为它们指向沙特阿拉伯内部的派别战争,并在该国之外产生影响,以及对媒体和公众舆论的操纵。令人担忧的是,宣传行动--假设有的话--运作得非常好,外国元首、外交官和首席执行官们都落入陷阱,成为他们不掌握的游戏中的棋子。

然而,关于卡舒吉事件及其反响,还有一点必须提出,或者至少要思考,这一点与国际舆论有关:越来越多的重要甚至关键的事件和动态被完全淡化,或者完全没有兴趣,相反,无关紧要的事情却引起了兴趣。

举一个非常简单的例子,极端天气事件堆积在世界各地,而 IPCC小组发出最严厉和最紧急的警告 然而,感觉好像没有人真正关心。的。 罗马的惊人冰雹10月21日,《周刊》的算法甚至没有众包,也没有成为国际新闻,至少没有与卡舒吉先生的谋杀案相提并论。然而,对于整个世界和每一个人来说,气候变化的影响比在沙特阿拉伯领事馆发生的事情重要得多。

与此同时,东亚的冷战终于要结束了,人工智能和量子计算似乎指向一个全新范式的诞生,美国和中国之间的关系确实很紧张......等等。

然而,人们更愿意为一件谋杀案着迷。

为什么会发生这种情况值得深思,因为考虑到利害关系,我们的生存可能取决于此。

无论多么令人不快,我们可能会想,世界网络造成的信息过载,以及主要的高科技行为者的利益最终倾向于非常低质量的内容,分析正在消失为意见,在发生的事情中没有很大的责任。

我们也可以想一想,眼前非常真实、严重和具有威胁性的利害关系是不是太可怕了,以至于人们宁愿忽略它们,疯狂地向前冲,抓住任何可以缓解他们不断上升的焦虑的信息。在这种情况下,对卡舒吉先生谋杀案的迷恋将是一种否认和逃避的症状。

在这两种情况下,经过适当和详细的分析,必须设计、给出和真正实施对策。

如果这种新的动态发生,那么,一个记者被谋杀的悲惨事件就会成为一个警钟,毕竟成为真正的历史事件。

了解更多关于地平线扫描、信号、它们是什么以及如何使用它们的信息。

预测的地平线扫描和监测。定义和实践“.

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扫描的每个部分都集中在与特定主题有关的信号上:世界(国际政治和地缘政治);经济;科学;分析、战略和未来;人工智能、技术和武器;能源和环境。然而,在一个复杂的世界里,当事实和事件跨越边界相互影响时,分类只是呈现信息的一种方便方式。

阅读2018年10月25日的扫描报告

该周刊是红色(团队)分析协会的免费扫描。它关注政治和地缘政治的不确定性,关注国家和国际安全问题。

收集的信息(众包)并不意味着认可,而是指向新的、正在出现的、升级的或稳定的问题和议题。

特色图片。阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的天线,位于智利安第斯山脉的Chajnantor高原上。大麦哲伦云和小麦哲伦云是我们银河系的两个伴生星系,在照片的中心可以看到夜空中明亮的污点。这张照片 照片 是由欧洲南方天文台(ESO)制作的,ESO/C.马林[CC BY 4.0] ,通过维基共享资源。

建立网络未来安全的模型 - Agora 41, Assemblée Stratégique pour l'ANSSI

当我们进入 "第四次工业革命"、"数字转型 "的时代、新的 "IA-monde "和 "第二次量子革命 "时,国家和国际安全就必须进行调整。她必须预测这个未来的世界,避免那些既新又旧的惊喜和威胁,同时也要认识到这种模式的变化所带来的巨大可能性(见克劳斯-施瓦布的《标签》)。 世界经济论坛, Helene Lavoix, 未来的人工智能 - Powered World系列, 红色(团队)分析会, Jonathan P. Dowling, Gerard J. Milburn, "Quantum Technology:第二次量子革命",2002年6月13日。 arXiv:quant-ph/0206091v1).

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有关网络空间和网络安全的战略因国家和行为者的不同而不同。它由不同类型的机构以不同的方式进行管理。在介绍了法国、英国和美国在网络安全方面的主要行动者之后,我们将集中讨论法国的观点和ANSSI,它的目标和它最新的反思倡议,Agora 41。

法国、英国和美国--简要介绍

在法国,国家信息系统安全局(Agence Nationale de la Sécurité des Systèmes d'Information)ANSSI),成立于2009年6月7日,致力于数字世界的安全。它是负责所有与国防和信息系统安全有关的问题的国家权威机构,因此,它负责管理数字世界的安全。 法国国家数字安全战略 (2015).但是,网络空间的其他方面仍由国家其他部门负责,特别是内政部和国防部,其计划在2019-2025年为网络安全提供1,在2019-2025年,网络安全的预算为600万欧元,而2016年成立的网络安全指挥部将增加其人员开支(Benjamin Hue," ")。法国将加强其打击网络犯罪的武器库",RTL,2018年1月24日)。一个新的国家网络安全战略在五年内,有一个明确的全球预算,是必要的,并且是正在准备的(同上)。

L'ANSSI与英国国家网络安全中心(National Cyber Security Center - NCSC)或多或少有些对应,该中心隶属于GCHQ,于2016年10月成立,2017年2月14日正式开张,并全面参与了该中心的工作。 CyberUK战略 2017年(国家公务员制度委员会的成立。 视频 等 文件;路透社,"英国将花费19亿英镑加强网络防御系统").2017-2022年,荷兰各部委用于网络安全的全球预算(不包括用于网络报复和攻击的潜在预算)达到190万英镑("大臣在国家网络安全中心开幕式上的讲话",2017年2月14日。 路透社,同上。.)

ANSSI和NCSC是一些国家机构的密码任务的继承者。ANSSI是1943年在阿尔及尔成立的Direction Technique des Chiffres (DTC)的后继者。ANSSI的历史).在他那边,NCSC通过GCHQ,参与了著名的 布莱切利公园 这主要归功于图灵,归功于破译密码的团队,以及归功于 "中国"。 炸弹机在第二次世界大战期间,该公司为Enigma提供了帮助,并为盟军的胜利作出了贡献。在此之前,它的起源是美国空军和陆军部在第一次世界大战期间所做的解密工作(例如,GCHQ,"")。1914-2014年信号情报的故事").

就美国而言,其2019年联邦网络安全预算为1500万美元,超过了欧洲的努力,但必须在所有拥有网络设备的机构之间进行分配,从Pentagone到NASA,再到小企业管理局(John Slye,"网络安全")。2019年财政预算案将网络安全资金增加了近$6亿“, 德尔泰, 28 Février 2018)。

网络安全, 美国, ANSSI, Agora 41
美国联邦网络安全资金2017-2019财年》作者:约翰-斯莱,"2019年财政预算案将网络安全资金增加了近$6亿“, 德尔泰, 28 Février 2018

然而,尽管国家安全局/中央安全局(NSA/CSS)名声在外,但没有一个新的机构或统一的中心致力于新的网络世界和安全,就像法国和英国一样(David H. Petraeus," ")。成立国家网络安全局的理由“, 贝尔弗中心,5 septembre 2018)。L' 网络安全和通信办公室 de la 国家保护和计划局(NPPD) 在国际安全部(DHS)的框架内,它可以被视为接近英国或法国的系统。然而,作为 "办公室",他并不具备欧洲的那种自主性、重要性和领导力。此外,考虑到它的位置和在网络安全方面受影响的其他机构的数量,OCC / NPPD很有可能将时间、资源和能源留给那些行政人员。

这就是说,美国用于网络安全的预算仍然非常重要。此外,美国还受益于一个 "网络生态系统",它是一个巨大的挑战。这个生态系统是由联邦网络预算和受益的机构和局、GAFA和其他诸如英特尔、英伟达和IBM等公司建立的,仅举几个例子:硅谷、爱国的百万富翁和相关人员以及世界一流的大学。例如,麻省理工学院的100万美元倡议,"以面对信息技术的优势和人工智能(IA)的发展所带来的机遇和挑战",其中包括Stephen A. Schwarzman的3.5亿美元捐款。施瓦茨曼,黑石集团的首席执行官(麻省理工学院评论, “麻省理工学院重塑自身以塑造未来“).

艾森豪威尔认为,军工综合体对于理解美国的国家安全具有重要意义。军事-工业综合体演讲Dwight D. Eisenhower,1961年),我们将在未来也需要考虑一个政府-高科技的综合体。未来国防部的 "JEDI "计划不可能不加强这种趋势(Helene Lavoix, "人工智能、计算能力和地缘政治 (2)“, 红色(团队)分析会,2018年6月25日;Shaun Nichols,"美国JEDI军事云计算网络是如此的高科技,投标人将不得不用手写的DVD来提交他们的建议“, 登记册,2018年9月27日)。

在他那一边,OTAN正在努力建立一个新的网络军事指挥中心,该中心将于2023年投入使用(Robin Emmott,""北约网络司令部将于2023年全面运作“, 路透社,2018年10月16日)。

一个更复杂、更深入的视角应该包括中国。

L'ANSSI,从战略到预测再到反思小组

作为法国网络安全战略的领导者,法国国家安全局致力于实现五个主要目标(站点网络):

  1. "保证国家主权":特别是在网络空间中捍卫国家根本利益。
  2. "对网络监控行为作出强有力的回应"。促进对网络空间的利用,保护公民,并对所有类型的网络犯罪进行持久的抗争。
  3. "告知广大公众",这是指对数字安全的认识。
  4. "让数字安全成为法国企业的优势"。
  5. "加强法国在国际上的声音",这就是法国在国际上的影响,通过定义规范、促进世界网络稳定和促进欧洲的自治。

此外,国家安全局必须在所有的时间范围内开展强有力的战略展望和预测活动,以确保新的未来世界的安全,同时面对当前的威胁和风险。

因此,举例来说,在众多影响中,量化信息技术会使数据的安全传输变得更加复杂,而那些大量使用人工智能(通过深度学习的学徒)的城市和企业则会出现安全问题。例如,量子通信的目的是开发新的量子网络,这些网络将在未来构建一个量子互联网(Edd Gent, " ")。从量子计算到量子互联网--路线图“, 奇点网在2018年10月22日)。量子化信息,或更大程度上的量子化技术,以及人工智能,正在加速和相互扰动,正如我们所看到的那样(即将到来的量子计算的破坏,人工智能和地缘政治(1)"在2018年10月15日)创造了新的网络障碍,使机构、企业和公民必须为之做好准备。

下面的视频展示了可能的未来和安全问题(该剧的法语公告)。 利益相关者 J.J.Abrahams的第4季和官方英文预告片;NVIDIA GTC China 2017主题演讲回顾,尤其是关于智能城市的部分)。

 

同时,随着气候变化的多维影响的传播和加剧,对网络安全的影响也应被考虑在内。

我想说的是,Sénat。

"国家安全局2016-2020年战略中的一个轴心名为 "了解和预测",其目的是加强其开展前瞻性工作的能力,预测新的威胁,并促进新技术或新用途的出现,从而对信息安全产生影响"。2018年财政法项目。政府的行动方向。政府工作的协调" 2017年12月23日)

在此背景下,ANSSI启动了一个原创性的思考项目--Agora 41,其中有41位专家被选中并被邀请参与一个旨在开发创新解决方案以支持该机构完成其使命的新的尝试。

为实现网络安全战略及其目标,我们选择了5个主题,并尊重战略前景的要求。

  • 图像、网络世界与安全
  • 进入GAFA和BATX。为新的游戏制定新的规则,在新的设备上进行新的游戏?
  • 争取人才之战
  • 网络共居
  • 为安全建立一个胜利的网络生态系统

Agora 41的每个成员都选择了一个主要的主题,并有可能就其他的问题进行交流。这个系统旨在使讨论富有成效,并在问题之间进行交流。

总的来说,这些努力将有助于实现未来的网络安全,也有助于实现我们的网络未来。

————

*从外部看,几乎不可能准确地评估ANSSI的预算,因为他在SGDSN中的 "预算自主权有限"("2018年财政法项目。政府的行动方向。政府工作的协调",2017年12月23日。正如我所指出的那样,Sénat(Solutions numériques,"ANSSI:一份塞内加尔报告计划扩大其预算管理的自主权",2018年4月19日),这种部分自主权有助于掩盖生命力的不足,并使ANSSI的效率降低,无法获得重要的资源,而且其任务也是不明确的,在未来的日子里也会越来越多。此外,还存在着行政管理方面的问题和风险。

免责声明:作者参与了Agora 41的工作,但他的观点仍然是独立的,这也是ANSSI感化行动成功的必要条件。本报告中所表达的观点是作者的观点和解释,除非有相反的迹象。这篇文章并不意味着批准国家安全局的政治、计划或规章制度。

关于作者:博士 Helene Lavoix她是伦敦大学国际关系学博士,是红色分析协会的负责人。她专门从事国家和国际安全领域的战略展望和警报工作。她目前专注于人工智能、量化信息和安全问题。

特色图片:阿贡领导的"多尺度耦合的城市系统"项目旨在帮助城市规划者更好地检查复杂的系统,了解它们之间的关系并预测变化将如何影响它们。最终的目标是帮助官员们确定最佳解决方案,使城市社区受益。(图片由阿贡国家实验室提供)。

塑造网络未来的安全 - Agora 41,法国国家网络安全局的战略拓展

访问 法文版

随着我们进入 "第四次工业革命"、数字转型时代、一个新出现的 "人工智能世界 "和 "第二次量子革命",国家和国际安全必须适应。它必须通过预测这个未来的世界来做到这一点,避免与新的--但也是旧的--威胁和危险有关的意外,同时抓住不亚于范式变化所提供的巨大机会(对于标签,分别为克劳斯-施瓦布。 世界经济论坛, Helene Lavoix, 未来的人工智能 - Powered World系列, 红色(团队)分析会, Jonathan P. Dowling, Gerard J. Milburn, "Quantum Technology:第二次量子革命",2002年6月13日。 arXiv:quant-ph/0206091v1).

与网络空间和网络安全有关的战略因国家和行为者而异。它是由不同类型的机构以不同方式处理的。在简要介绍了法国、英国和美国在网络安全方面的主要国家行为者之后,我们将重点介绍法国的前景,并介绍ANSSI、其目标和最后的新的外联倡议,Agora 41。

法国、英国和美国--简要概述

在法国,国家信息系统安全局(Agence Nationale de la Sécurité des Systèmes d'Information)ANSSI) - 国家网络安全局成立于2009年7月7日,负责处理网络世界的安全问题。它是负责所有与信息系统的防御和安全有关的事务的国家机构,因此,它领导了 法国国家数字安全战略 (2015).尽管如此,其他网络层面仍由其他类型的国家当局负责,特别是内政部和国防部,后者计划在2019-2025年为网络安全提供16亿欧元的预算,而其在2016年创建的网络防御指挥部将看到个人的增加(Benjamin Hue, "法国将加强其打击网络犯罪的武器库“, RTL同上,2018年1月24日)。有必要制定一项为期五年的新的国家网络战略,并有明确的总体预算,而且可能即将出台(同上)。

ANSSI或多或少相当于最近的英国国家网络安全中心(NCSC),是GCHQ的一部分,于2016年10月开放,2017年2月14日正式启动,全面参与到 2017年CyberUK战略 (启动国家安全委员会。 视频文件;路透社,"英国将花费19亿英镑加强网络防御系统").2017-2022年,英国各部委的网络安全总预算(但不包括网络报复和攻击的潜在预算)达到19亿英镑("大臣在国家网络安全中心开幕式上的讲话",2017年2月14日。 路透社,同上)。

ANSSI和NCSC都继承了过去国家机构的密码任务。ANSSI是1943年在阿尔及利亚成立的Direction Technique des Chiffres(DTC)的最新产物。ANSSI历史).就其本身而言,国家安全委员会通过GCHQ,确实以最著名的 布莱切利公园这主要归功于图灵、破译密码的团队和 炸弹机 他们创造并击败了德国的英尼码机,从而为盟军在第二次世界大战期间的胜利做出了贡献。在此之前,它的祖先可以追溯到第一次世界大战期间海军部和陆军部的密码破译工作(例如,GCHQ,"1914-2014年信号情报的故事″。).

美国的网络安全得益于2019财年$150亿的联邦预算,使欧洲的努力相形见绌,但要在所有具有网络元素的机构之间共享,从美国国家航空航天局到小企业管理局(John Slye,"2019年财政预算案将网络安全资金增加了近$6亿“, 德尔泰, 2018年2月28日)。

美国联邦网络安全资金2017-2019财年》作者:约翰-斯莱,"2019年财政预算案将网络安全资金增加了近$6亿“, 德尔泰, 2018年2月28日

然而,尽管有著名的国家安全局/中央安全局(NSA/CSS),但没有一个新的机构或总体中心以法国和英国的领先方式处理新的网络世界及其安全问题(David H. Petraeus,"成立国家网络安全局的理由“, 贝尔弗中心,2018年9月5日)。 ǞǞǞ 网络安全和通信办公室 的。 国家保护和计划局(NPPD)  在国土安全部(DHS)内设立的办公室可以被看作是接近英国和法国做法的一种努力。然而,作为一个办公室,它没有欧洲那样的自主权、影响力和领导力。此外,由于它的位置和所涉及的其他机构的数量,OCC/NPPD很可能不得不把时间、资源和精力用于行政上的争吵和争执。

这就是说,美国的网络安全预算确实仍然非常庞大。同时,美国受益于一个 "网络生态系统",它是一个强大的资产。这个生态系统是由联邦网络预算和受益的机构和办公室、GAFA--以及其他公司,如英特尔、英伟达和IBM--硅谷、爱国者和有关的亿万富翁和世界级大学创建的,正如麻省理工学院10亿的$倡议 "以解决计算的普及和人工智能(AI)的崛起所带来的全球机遇和挑战 "所显示的,包括黑石集团首席执行官史蒂芬-A-苏瓦兹曼的$3.5亿的礼物(麻省理工学院评论, “麻省理工学院重塑自身以塑造未来“).

如果说艾森豪威尔指出了军工综合体对于理解美国国家安全的重要性(军事-工业综合体演讲艾森豪威尔(Dwight D. Eisenhower),1961年),我们现在很可能也必须考虑到一个类似的但更大更深的网络-IT-政府整体综合体。 即将诞生的国防部 "联合企业防御基础设施(JEDI)计划 "只会加强这一趋势(Helene Lavoix,"人工智能、计算能力和地缘政治 (2)“, 红色(团队)分析会,2018年6月25日;Shaun Nichols,"美国JEDI军事云计算网络是如此的高科技,投标人将不得不用手写的DVD来提交他们的建议“, 登记册,2018年9月27日)。

就其本身而言,北约正在努力建立一个新的网络军事指挥中心,该中心应在2023年准备就绪(Robin Emmott,"北约网络司令部将于2023年全面运作“, 路透社, 2018年10月16日)。

如果我们想提供一个更好的全球图景,一个完整和更详细的展望将明显需要包括中国。

ANSSI,从战略到预想和推广

作为法国网络安全战略的领导者,ANSSI旨在实现五个主要目标(网站):

  1. 捍卫国家在网络空间的根本利益。
  2. 促进超空间的使用并保护公民,对任何类型的网络犯罪作出强有力的反应。
  3. 提高数字安全意识。
  4. 将数字安全转化为法国经济主体的竞争优势。
  5. 加强国际影响力[塑造规范,促进网络全球稳定,促进欧洲自主权--我的总结]。

此外,国家安全局必须具有强大的战略远见和跨越所有时间框架的预测活动,以便能够为新出现的世界提供安全保障,同时也应对当前非常具体的威胁和风险。事实上,例如,在许多其他影响中,量子计算将完全打破数据的安全传输,而大量使用人工智能的城市和公司在其深度学习部分将需要得到保障。例如,量子通信的工作是创建量子网络,未来可以在此基础上建立一个量子互联网(Edd Gent, "从量子计算到量子互联网--路线图“, 奇点网,2018年10月22日)。量子计算,或更大程度上的量子技术,和人工智能,都在加速发展并相互颠覆,正如我们看到的("即将到来的量子计算的破坏,人工智能和地缘政治(1)"。 2018年10月15日),将创造全新的网络挑战,需要设想,各州的机构、公司和公民必须做好准备。

下面的视频,特别是在一起看的时候,可能会帮助我们想象未来和它的安全会是什么样子(预告片中的 利益相关者 J.J. Abrahams的第四季;英伟达GTC中国2017年主题演讲回顾,特别是关于智慧城市的部分)。

同时,气候变化的不利的多维影响蔓延和加剧,对网络安全的后果也必须加以考虑。

正如塞纳特所强调的那样。

"国家统计局2016-2020年战略中选定的轴心之一,"知识和预期" 宗旨是强化能力 开展展望工作,预测新的威胁,支持新技术或新用途的出现。 这可能在网络安全方面产生影响"("2018年财政法项目。政府的行动方向。政府工作的协调",2017年11月23日)

在这个框架内,国家统计局启动了一个原创性的推广计划--Agora 41,在这个计划中,41名专家被选中并被邀请参加一个新的实验,即跳出框框,跨学科思考,以支持该机构完成其使命。

我们选择了五个主题,以服务于网络战略及其目标的实现,同时服从于战略远见的需要。

  1. 对网络世界及其安全的想象
  2. 进入GAFA和BATX。新板块上的新游戏的新规则?
  3. 赢得人才战争
  4. 网络共居
  5. 促进安全的胜利的网络生态系统

Agora 41的每个成员选择一个核心主题,同时也有可能就其他问题进行互动。这个系统的目的是允许更多富有成效的讨论和最大限度地反馈各个问题。

这些有利的努力不仅可以帮助塑造未来的网络安全,还可以帮助塑造我们的网络未来。


* 考虑到ANSSI在总理的国防和国家安全总秘书处(SGDSN)内的 "有限预算自主权",从外部几乎不可能准确评估其预算。2018年财政法项目。政府的行动方向。政府工作的协调",2017年11月23日)。正如Sénat所指出的(Solutions Numériques,"ANSSI:一份塞内加尔的报告希望能扩大其预算管理的自主权"在可预见的未来,当国家安全局的任务正在和将要扩大时,这种部分自主权可能只会掩盖重要的需求,并通过剥夺重要的资源来阻碍国家安全局的效率,尤其如此。同时,行政争吵和麻烦的风险也会增加。

免责声明: 作者是Agora 41努力的一部分,但仍保持独立思考,这也是ANSSI外展举措成功的必要条件。除非另有说明,本报告中的观点代表了作者的观点和解释。这篇文章并不意味着ANSSI对政策、计划或法规的认可。

特色图片:阿贡领导的"多尺度耦合的城市系统"项目旨在帮助城市规划者更好地检查复杂的系统,了解它们之间的关系并预测变化将如何影响它们。最终的目标是帮助官员们确定最佳解决方案,使城市社区受益。(图片由阿贡国家实验室提供)。

火灾和风暴--气候变化,美国经济的 "看不见的 "风险--游戏状态

这是对2018年9月17日发布的这篇文章的更新,分析了2018年气候变化对美国经济的经济成本。这次更新整合了超级飓风 "迈克尔 "的后果,特别是成本,该飓风在2018年10月10日至14日期间袭击了佛罗里达州的中部,然后是乔治亚州、北卡罗来纳州和弗吉尼亚州(Camilla Domonoske,"迈克尔将花费保险公司数十亿,但不会压垮整个行业,分析师说"。 NPR,2018年10月14日)。

"迈克尔 "接替了2018年9月12日袭击和打击美国东海岸的怪物风暴 "佛罗伦萨"。它看起来像一个新的与气候有关的灾难 "高峰"。 考虑到过去12个月的气候地狱般的状况,它可能宣布向可能更糟的方向过渡。

因此,一个重要的问题出现了:气候变化是否正在成为美国经济的一个主要风险?如果是的话,经济行为者应该如何应对(Jean-Michel Valantin,"气候变化。漫长的行星轰炸", 红色(团队)分析会,2017年9月18日)? 继续阅读“Of Fire and Storm – Climate Change, the “Unseen” Risk for the U.S. Economy – State of Play”

即将到来的量子计算的破坏,人工智能和地缘政治 (1)

10月12日,中国华为推出了其新的量子计算模拟HiQ云服务平台(新闻发布). 2018年9月13日,美国众议院 批准 的"。H.R. 6227: 国家量子倡议法",从2019年到2023年有12.75亿预算用于量子研究。中国政府每年对量子科学的投资估计为$ 2.44亿(CRS,"联邦量子信息科学。概述",2018年7月2日)。欧盟 量子旗舰店 到目前为止,计划每年投资1亿欧元,此外还必须加上国家投资。最大的科技公司,无论是美国、欧洲还是亚洲,尤其是中国,都在资助量子研发。这预示着一场新的量子技术竞赛的开始。

事实上,正在进行的与量子宇宙有关的科技创新有可能从根本上改变我们所知的世界,同时也会加速甚至更具体地破坏人工智能(AI)领域。量子技术的进步被称为 "第二次量子革命"(Jonathan P. Dowling, Gerard J. Milburn, "Quantum Technology:第二次量子革命",2002年6月13日。 arXiv:quant-ph/0206091v1).

在这第一篇文章中,我们将解释什么是这场量子革命,然后将其缩小到与人工智能互动的地方,确实有可能加速和颠覆当前的动态。 这篇文章是针对非量子物理学家的,从分析师到决策者和政策制定者,通过感兴趣和关心的读者,他们需要了解量子技术。事实上,后者将彻底改变整个世界,特别是人工智能,以及治理、管理、政治和地缘政治,特别是当与人工智能相结合时。我们将尽可能地使用现实世界的例子来说明我们的文本。

我们将首先解释量子技术的位置,即量子力学。然后,我们将关注这些量子技术--称为量子信息科学(QIS)--主要集中在量子计算和模拟,但也简要回顾量子通信和量子传感和计量。我们的目标是了解正在发生的事情,动态如何展开,以及目前的状况,同时还要解决时间问题,即量子计算何时开始影响世界。

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人工智能--力量、驱动力和赌注

量子计算的战场和未来--量子、人工智能和地缘政治 (2)

绘制量子计算竞赛图 - 量子、人工智能和地缘政治(3)。

最后,我们将审视量子技术和人工智能之间的交叉点--实际上是新兴的量子机器学习子领域,甚至是量子人工智能--指出可能的加速和破坏。因此,我们将强调量子技术为何以及如何成为人工智能的驱动力和利害关系。

在这里取得的理解基础上,接下来的文章将更详细地探讨未来对政治和地缘政治世界的潜在影响。

从量子力学到新量子技术

目前,量子力学的原理正被新地应用于一系列领域,为许多领域创造了新的可能性。

会员专享

将文章下载为PDF格式(仅有英文)- 即将到来的量子破坏 人工智能和地缘政治 - 第一部分.pdf - 22页

成为会员 红色(团队)分析协会的。

量子力学或量子物理学是一门科学学科,始于20世纪初,最初是由马克斯-普朗克(Max Planck)在彩色光谱方面的工作(关于该领域发展的快速和清晰的总结,请阅读,例如,罗伯特-库尔曼,"什么是量子力学?“, 生活科学,2014年9月26日)。

量子力学是关于 "自然规律在一个由无所不在、几乎无法察觉的粒子组成的世界中的一般表达"(罗兰-奥姆尼斯。 量子哲学。理解和解释当代科学。 1999, p.82).这就是无限小的统治。量子力学促成了一系列的科学变化,这些变化在我们理解方式的核心上划下了一笔。正如奥姆尼斯所说。

"我们正在失去对世界的自发表述......常识被打败了"(同上)。

即使常识受到了挑战,科学家们也没有放弃科学项目,继续他们的工作。现在,令科学界震惊的特性以及随着量子力学出现的对世界的新认识正被用于开发新技术。

简而言之,在量子世界的层面上,我们观察到 "光和物质的波状性质"(Biercuk and Fontaine, "量子技术的飞跃...“, 岩石上的战争, 2017年11月)。那么,由此产生的量子系统的两个属性是目前技术工作的基础,即叠加和纠缠。

叠加 意味着 "量子系统可以被(松散地)描述为同时存在于一个以上的地方,直到系统被观察到"(同上)。一旦系统被观察到,那么系统就会把自己固定在一个地方,人们就会说 "叠加效应崩溃了"(同上)。

纠缠 意味着 "相连的粒子可以被 "远程控制",无论它们相隔多远。操纵一个纠缠对的本地伙伴,你也会立即操纵其纠缠伙伴"(同上)。

在这些特性的基础上,科学家们正在开发被称为量子信息科学(QIS)的技术领域,由量子传感和计量、量子通信、量子计算和模拟组成,其中还可以加入量子材料的研究。我们将在此特别关注量子计算。

了解量子信息科学

量子计算和模拟

量子计算意味着利用量子特性,特别是叠加和纠缠,"进行一些计算"(CRS,2018年7月),其速度比今天最强大的高性能计算(HPC)能力,甚至目前正在建造的超大规模计算机(见 赢得通向超大规模计算的竞赛).

利用量子计算进行量子模拟应该是特别有前途的,即 "用一些可控的量子系统[量子计算机]来研究另一个不太可控的或可获得的量子系统"(Georgescu, et al, "量子模拟" 2013).换句话说,量子计算是研究和模拟位于量子水平的系统,从而显示出量子特性的最佳方法。

量子计算,一个由安全问题引发的发展

量子计算机的想法是由美国物理学家理查德-P-费曼在1981年提出的(1982年发表),他认为利用量子特性来模拟物理学,实际上是量子力学("用计算机模拟物理学“, 国际理论物理学杂志谈到这个问题时,他说:"我认为这是很重要的。)它最初主要是理论上的兴趣(Simon Bone和Matias Castro,"量子计算的简史"帝国理工学院,伦敦)。

然后,一台正常运行的量子计算机可能具有的令人难以置信的计算能力,导致人们对 "密码灾难 "可能发生的认识不断提高。事实上,在1994年,数学家彼得-肖尔制定了一个算法,即 "肖尔算法",表明 "一台拥有几万个量子比特并能进行几百万次量子逻辑运算的量子计算机可以对大数进行因子运算,从而破解无处不在的RSA公钥密码系统"--这是最广泛使用的数据传输加密方式(Peter Shor, "量子计算机上的素数分解和离散对数的多项式时间算法,"1994年,1995年;Seth Lloyd, & Dirk Englund, 量子信息处理的未来方向,2016年8月,第6页)。

正是1994年肖尔的研究结果引起了人们对量子计算的兴趣,并由此发展出量子技术(Bone and Castro,同上;Lloyd & Englund,同上,Biercuk,"打造量子化的未来",视频,2017)。因此,QIS的诞生将源于人们对开发这种量子计算机的恐惧和兴趣。肖尔的算法确实会给那些受益于量子计算机的人带来难以置信的安全优势,因为如果这些行为者使用目前的经典计算能力以及目前的加密系统,他们可以破解其 "竞争对手 "现在、过去和未来的所有密码。

什么是量子计算?

目前,量子计算正在发展中。该领域的两个主要挑战是开发可用的量子计算机,我们现在只处于建造硬件的早期阶段,以及学习对这些新计算机进行编程。 

Qubits、硬件和面临的一些挑战

古典计算机以0和1的形式存储信息,即比特或二进制数字。

对于有兴趣和有科学头脑的读者,我们建议,在一系列的解释中。

山姆-萨特尔,"计算的未来 - 量子和立方体",Autodesk.com博客。

量子计算机使用量子比特,"你可以有零、一以及零和一的任何可能组合,因此你获得了一组巨大的可能性来存储数据"(Rachel Harken,"量子公司的又一创举“, ORNL博客, 2018年5月23日)。

下面的短视频(求助者2018年7月15日)解释了什么是量子比特、叠加和纠缠,以及建立量子计算机所面临的非常实际的挑战--即硬件,如制冷,如何控制量子比特的状态,以及最后信息在量子比特内可以持续多长时间,这种特性称为一致性。然后,它转向了几个可能的模拟和使用的例子。

为了更好地了解量子计算,尽管视频有点长--24:15--我们建议花时间观看悉尼大学的迈克尔-J-比尔库克的非常清晰、生动和迷人的视频,"打造量子化的未来“.

量子比特的数量、功率和误差

因此,为了得到一台正常运行的量子计算机,在硬件方面,你需要有足够的量子比特来进行计算,并且要做到由量子计算的特殊性产生的错误,特别是一致性或退相干的损失,不会太严重而使整个系统失败。考虑所使用的量子系统产生的错误的必要性,意味着要想象、创造、然后实现最好的可能 量子纠错, 倾向于 全量子纠错.困难之一是纠错也是量子比特的一个函数,从而使必须运作的量子比特的数量成倍增加。

例如,查普曼大学加州量子研究所的贾斯汀-德雷斯尔应用奥斯汀-G-福勒等人的"表面编码。迈向实用的大规模量子计算他说:"Shor的算法是以使用2048位密钥解密强大的RSA加密作为案例研究的。他计算出,量子计算机要达到这个目标,其 最小的量子比特数将是109.这样一台机器将需要运行一段时间 27小时解释为 "与 6.4万亿年 对于一台运行数筛的经典台式计算机来说"。当然,与经典计算机一样,更多的量子比特会减少运行时间(对于这段话,贾斯汀-德雷斯尔。 量子计算。进展情况,OC ACM分会会议,2018年5月16日)。

事实上,我们离10%的目标还很远。9 qubit计算机。

在量子比特处理器方面的发展状况...

2018年5月16日,根据Dressel(同上)的说法,两个主要的竞争性实现(其他的正在开发中)被用来获得物理量子比特,到目前为止已经给出了以下结果。

方法一。捕获的离子--具有最佳性能

  • 马里兰大学(UMD)/联合量子研究所(JQI)*。53个量子比特

方法二。超导电路 - 具有最佳性能

  • 谷歌:72 qubits - Britlescore
  • IBM:50个量子比特
  • 英特尔。49个量子比特(Emile Conover, 科学新闻, 2018年3月5日)
  • Rigetti计算:19个量子比特
  • 中科院-阿里巴巴量子计算实验室。11个量子比特(Rich Brueckner,"中国的量子计算。超导多库比特系统的进展,” HPC内部,2018年6月4日)
  • 加州大学伯克利分校:10个量子比特
...和在经典计算机上运行的量子模拟器

除了创造非常真实的量子计算硬件,我们还有量子计算模拟器的设计和开发。这些允许研究人员和科学家开始实验量子计算,尤其是开始学习为这些计算机编程。事实上,量子计算的特殊性需要新的方法来为这些计算机编程。

例如,Atos公司利用其HPC超级计算机开发了Atos量子学习机(QLM),根据功率级别,设备从30到40库比特不等(阿托斯QLM产品).同时,Atos开发了 "通用量子汇编编程语言(AQASM,Atos量子汇编语言)和高级量子混合语言" (同上)。

其他类似的努力也在进行中,例如,墨尔本大学的量子计算和通信技术中心能够 "模拟60比特机器的输出",但 "只 "模拟了肖尔算法的一个实例(Andrew Tournson, "仿真技术打破了量子计算世界纪录“, 未来之星, 2018年7月2日)。

如开篇所述,中国华为于10月12日宣布,通过其云服务HiQ()推出其首个量子计算模拟平台。新闻发布)."HiQ平台可以模拟全振幅的量子电路,至少有42个比特"(同上),这将使它比Atos QLM稍微强大。当然,性能必须经过科学家的测试才能确定地得出这种结论。与Atos一样,华为也开发了其量子编程框架。与Atos的系统不同,HiQ "将完全向公众开放,作为量子研究和教育的一个有利平台"(同上)。我们看到这里出现了两种不同的发展量子计算的方法和策略,这对公司、国家行为者和公民以及该领域来说都很重要。我们将在下一篇文章中再来讨论这一点。

我们什么时候才能拥有正常运转的量子计算机?什么是量子至上主义?

实际上,我们已经有了正常运行的量子计算机,但它们的计算能力仍然很弱,可被视为原型。

因为我们已经有了这些原型以及经典机器上的模拟器,目前真实的相关问题必须转化为两个问题。

1- 我的量子计算机需要多强大才能回答我的问题或解决我的问题?

我们最初与时间有关的问题的第一部分可以被表述为:我的量子计算机需要多强大才能回答我的问题或解决我的问题?

换句话说,解决一个问题所需的计算类型可能在拥有少量量子比特的量子计算机上更容易、更快速地实现,但 事实上 在经典计算机上,解决当前问题所需的量子特性需要巨大的HPC,或者根本不可行。在这里,对所考虑问题的量子理解和开发的算法变得同样重要,甚至比非常量子的硬件问题更重要。 因此,目前的量子机和量子模拟可以被认为是已经投入使用的.

例如,范德比尔特大学物理学家 Sokrates Pantelides 和物理学博士后刘健在原子尺度上开发了详细的量子力学模拟,以帮助石油行业在采油实验开始之前了解其前景(Heidi Hall,"量子力学工作让石油行业在开始前就知道开采实验的前景“, 范德比尔特大学新闻, 2018年9月27日)。他们使用了美国的经典HPC计算设施。 国家能源研究科学计算中心 的能源部(DOE)。 如果他们有量子计算机,很可能会促进他们的研究。 请注意,能源部的橡树岭国家实验室(ORNL)有一个 专注于量子信息科学的小组 - 感知、通信、计算--并且正在使用Atos量子学习机(Atos QLM),一个 "量子模拟器,能够模拟多达40个量子比特(Qubits)"(Atos新闻稿,"阿托斯量子学习机现在可以模拟真正的库比特了",2018年4月9日)。

再比如,2018年10月4日,西班牙研究人员U. Alvarez-Rodriguez等人("IBM量子计算机中的量子人工生命“, 自然界, 2018)发表了他们的研究成果,根据这些成果,他们能够创建一个量子人工生命算法。 接受采访的 新闻周刊科学小组的一名成员拉马塔解释说。

"我们想知道宏观生物系统的涌现行为是否可以在微观量子水平上再现,"他说。"我们在这项研究中发现,只有几个量子比特的非常小的量子设备已经可以模仿自我复制,将标准的生物属性,如基因型和表型,与真正的量子属性,如纠缠和叠加,"(Hannah Osborne, "首次创造出量子人工生命,《新闻周刊》,2018年10月11日)。

创造生命的模拟是利用 "IBM云量子计算机的超导电路架构 "实现的,使用的是 "IBM ibmqx4量子计算芯片"(Alvarez-Rodriguez, et al., Ibid),即利用 IBM 5 Q,其计数为5个量子比特,最大量子比特连通性为4("Qubit质量“, 量子计算报告) .

这种模拟完美地说明了量子计算如何对人工智能起到加速和颠覆作用,我们将在第三部分中进行综合阐述。事实上,正如研究论文的结论和前景所指出的,成功的量子人工生命算法有可能与新兴的量子机器学习领域相结合,以追求 "设计智能和复制的量子代理"(Alvarez-Rodriguez, et al., Ibid.)我们将在这里达到人工智能的一个全新的水平。

2- 我们什么时候才能拥有强大的量子计算机,即使是最强大的经典计算机,也会被超越?

我们关于时间的问题的第二部分可以重新表述为:我们什么时候会有量子计算机,其功率大到让经典计算机,甚至是最强大的计算机都无法胜任,也就是说,什么时候在经典计算机上进行的量子模拟会变得无关紧要?

这就是谷歌所说的实现 "量子优势",或跨越 "量子优势边界",即找出 "今天的经典计算机难以完成的最小计算任务",然后通过量子计算机超越它(Sergio Boixo, "量子至上的问题“, Google Ai博客, 2018年5月4日)。约翰-马蒂尼(谷歌)演讲中的以下幻灯片最好地解释了实现量子优势的想法"量子计算和量子至上主义” (2018年4月16-18日在塔斯康举行的HPC用户论坛).

量子至上。量子计算,量子破坏,量子计算和人工智能,量子技术,QIS,人工智能,量子人工智能,量子机器学习,风险,政治风险,地缘政治风险,红色(团队)分析会。
来自John Martinis(谷歌)的演讲 "量子计算和量子至上 "的幻灯片(HPC用户论坛,Tuscon,2018年4月16-18日)。

在谷歌幻灯片的基础上,Dressel认为我们几乎已经达到了 "不再可能使用经典超级计算机来模拟的规模。目前的挑战是为现有的量子设备找到 "近期 "的应用。"(同上)。

量子至上。量子计算,量子破坏,量子计算和人工智能,量子技术,QIS,人工智能,量子人工智能,量子机器学习,风险,政治风险,地缘政治风险,红色(团队)分析会。
图自Justin Dressel的幻灯片,量子计算。游戏状态,OC ACM分会会议,2018年5月16日

然而,由于在经典机器上构建量子模拟的方法也在不断改进,那么实现量子优势所需的时间表和量子比特的数量都可能发生变化(Phys.org,"研究人员成功模拟出64比特的电路",2018年6月26日;原始研究。Zhao-Yun Chen et al, "64量子比特量子电路模拟“, 科学通报》。 2018).

同时,Dressel(同上)还估计,我们可以期待在大约10-15年内拥有10亿量子比特的芯片。

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图自Justin Dressel的幻灯片,量子计算。游戏状态,OC ACM分会会议,2018年5月16日

如此强大的计算能力的出现,最明显的是对人工智能的加速,同时完全颠覆了当前围绕当代人工智能革命的格局,从开发和使用的微处理器,例如在exascale的竞赛中,到那些成功在经典HPC方面处于领先地位的力量,但我们将在本系列的第二篇文章中再来讨论政治和地缘政治的影响。

量子通信

作为从量子技术诞生方式的逻辑演变,量子通信主要涉及 "抗量子密码学 "的发展,正如在《量子密码学》中强调的那样。 美国国家量子信息科学战略概述, 2018年9月。如果量子计算可以用来破解现有的加密,那么量子力学也可以用来保护加密,特别是用量子密码学(见 phys.org的定义)或量子密钥分配(QKD)。

因此,量子通信是关于 "生成用于加密的量子密钥",更主要的是,"发送量子安全通信(任何窃听企图都会破坏通信,窃听行为也会被发现)"(CRS,2018年7月,同上)。

量子传感和计量学

"'量子传感'描述了利用量子系统、量子特性或量子现象来进行物理量的测量"(Degen et al, 2016)。由于量子传感器,我们 "以最高的相对和绝对精度测量物理量,如频率、加速度、旋转率、电场和磁场,或温度"。(Wicht et al. 2018)。英国国家量子技术中心的这个视频,"传感器和计量学",非常简单地解释了这个子领域。

https://www.youtube.com/watch?v=d33mTp0lNNE

包括在国家安全方面的应用有很多,从全球定位系统(GPS)到潜水艇,例如,通过大大改善我们对人脑和认知的理解,正如文章最后部分的视频所解释的那样。

不要夸大界限

然而,与往常一样,如果不同子学科之间的分类便于定义领域、聚焦和解释主题事项,那么边界往往是多孔的。当有新的发现时,可能会与其他子领域发生反馈。创新也出现在不同子领域的交叉点上,如下图所示,在量子传感中产生的光的涡流,然后反馈到量子通信中--例如,独特和可识别的花瓣图案可以形成字母表来传输信息(Matthew O'Donnell,"花瓣图案",诺斯罗普-格鲁曼公司的量子传感和计量小组,2018年5月17日)。

对人工智能的加速和颠覆性影响:量子机器学习的出现

相关的。

人工智能何时为地缘政治提供动力 - 呈现AI

人工智能和深度学习--正在形成的新人工智能世界

目前的人工智能发展主要发生在机器学习领域,更具体地说是深度学习和量子信息科学之间的交集,可能是如此的富有成效,以至于产生了一个新的子学科--量子机器学习。

以下是一些正在进行或可能进行研究的主要领域,目前的人工智能发展可能会被量子技术加速或颠覆,同时人工智能的可能性也会对量子计算产生积极的影响。

量子计算对人工智能可能产生的第一个明显的加速和潜在的颠覆性影响是,一旦有了高数量的量子比特的硬件,那么可用于人工智能的(量子)计算能力也将达到新的高度。这很可能允许迄今为止不可能测试的方法,而直到现在,过于复杂或对计算能力要求高的算法将被开发出来。

然后,我们可能会看到 "创造-AI "的发展的加强和倍增,比如说,通过进化算法和强化学习的结合所做的事情。 谷歌大脑团队 以及美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的科学家(见Helene Lavoix, 当AI开始创造AI时--人工智能与计算能力红色(团队)分析会, 2018年5月7日)。

同时,看到第三代人工智能诞生的能力将得到极大的提高(见Helene Lavoix $20亿用于美国国防的下一代人工智能 - 信号 ).

至于量子模拟,一些科学家 "推测量子计算机可能在机器学习任务上超过经典计算机"。在这种情况下,量子机器学习被理解为科学家专注于 "如何设计和实现量子软件,使机器学习的速度超过经典计算机 "的领域(Jacob Biamonte,等人,"量子机器学习“, v2 arXiv:1611.09347v2., May 2018).量子机器学习算法被寻求和开发(同上,Dawid Kopczyk,"数据科学家的量子机器学习",arXiv:1804.10068v1,2018年4月5日)。

此外,正如本文第二部分所预期的那样,上面关于QIS的解释,量子系统和人工智能之间的交叉和反馈也更加复杂,就我们现在能理解和预见的而言。

量子计算所涉及的挑战,即主要是开发硬件和开发程序和算法,可以由人工智能来服务。换句话说,人们将把目前对人工智能的理解应用于量子计算的发展。潜在地,随着我们将通过试验和错误进行,并且由于量子计算的特殊性,人工智能将不断发展,有可能达到新的发展阶段。事实上,例如,随着新的量子能力的达到,以及新的模拟变得可用,对人工智能的新的理解和方法可能会被发现。

同时一方面是量子模拟,另一方面是量子传感,将产生新的大数据主机,这需要人工智能来理解。

我们可以找到这样一个例子,人工智能已经被用于这些新获得的量子大数据集,这反过来可以使量子计算受益,然后很可能是人工智能,在一般的物理学领域,特别是超导。2018年8月1日,Yi Zhang等人发表了一篇文章,解释了他们对人工智能的使用,一个专门设计的 "人工神经网络(ANN)阵列"--即深度学习--在大量数据上的使用,"实验得出的电子量子物质(EQM)图像档案",这使得我们对超导的理解有了进展--尤其是就温度而言,这是量子计算的一个关键挑战(Yi Zhang等人,"在电子量子物质可视化实验中使用机器学习进行科学发现",2018年8月1日,arXiv:1808.00479v1;关于简化但详细的解释,Tristan Greene,"新物理学AI可能是量子计算革命的关键“, TNW, 2018年9月19日)。

作为这项实验的结果,人工智能-深度学习的使用很可能会在物理学和更广泛的科学领域中增加,而超导的新进展可能有助于实现量子比特处理器。

如果在超导领域出现这样的发展,那么这也意味着我们在通向超大规模的竞赛中 以前的详细 可能会被打乱。根据达到exascale的时间和使用的处理器,与超导的新进展可以被设计出来的时间相比,以及与之竞争的量子处理器的出现,那么exascale最终获得的巨大计算能力以及迄今为止开发的处理器可能或多或少地被淘汰或即将被淘汰。这里的工业风险应该被仔细估计和监测,可能是通过场景作为最适应和有效的方法。我们将在下一篇文章中看到相关的潜在政治和地缘政治影响。

通过量子传感收集的新型数据也可能丰富我们对一般智能的理解,正如伯明翰大学项目"大脑的量子感应"(2018年6月11日)中所述。 视频 下面。

这一具体的量子传感成就反过来可能会三次改变和丰富人工智能的方法:首先,因为我们将不得不创建新的人工智能系统来理解这些具体的数据,第二是因为这些深度学习代理将有机会获得新的和迄今为止未知的对智能的理解,因此将学到不同的东西,增强开发不同产出的潜力,第三是因为由此产生的对智能的整体新理解反过来可以产生不同和更好类型的人工智能。

在同一领域,新兴的量子认知领域(见Peter Bruza等人,"量子认知特刊简介“, 数学心理学杂志,2013年9月23日;彼得-布鲁萨等人,"量子认知:一种新的心理学理论方法“,  认知科学的趋势,2015年7月),现在受益于量子模拟,可能会带来全新的认知和智能方法。反过来,围绕深度学习的人工智能方面的现状可能会被打破。完全新的人工智能方法可能出现。

因此,量子技术确实是人工智能的一个驱动力以及利害关系。

尽管在量子信息科学领域,特别是量子计算和模拟领域,以及与人工智能的交叉领域,还处于非常早期的阶段,但在量子信息科学和量子人工智能/量子机器学习领域已经有了相当多的创新,并且这些领域已经开始结出果实。许多挑战依然存在,但为克服这些障碍所做的努力也可能导致量子信息系统和人工智能的新突破。 我们可能正处于一个真正的范式变化的黎明,它将给各国政府及其行为者带来从已经可以看出的到难以想象的一系列后果。我们将在下一篇文章中讨论这些可能的影响。


特色图片。一个氘核的图像,它是一个质子(红色)和一个中子(蓝色)的结合状态。图片来源:Andy Sproles。 ORNL

笔记

*联合量子研究所(JQI)实际上是一个 "通过马里兰大学(UMD)物理系、国家标准与技术研究所(NIST)和物理科学实验室(LPS)的领先量子科学家的工作而运作的团体。每个机构都为JQI带来了主要的实验和理论研究项目,致力于控制和利用量子系统的目标"。(JQI - 关于).请注意,主要是通过NIST,他们将受益于美国2019年QIS的预算。

一些参考资料

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Biamonte Jacob, Peter Wittek, Nicola Pancotti, Patrick Rebentrost, Nathan Wiebe & Seth Lloyd,"量子机器学习“, 自然界 第549卷,第195-202页,2017年9月14日;2018年5月10日修订arXiv:1611.09347v2。

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Bruza, Peter D., Jerome Busemeyer, Liane Gabora, "量子认知特刊简介“, 数学心理学杂志, 53, 303-305, arXiv:1309.5673v1

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Degen, C. L., F. Reinhard, P. Cappellaro, "量子传感",2016年11月8日提交(v1版),2017年6月6日最后修改(本版,v2版),arXiv:1611.02427v2 - quant-ph。

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