IBM 發(fā)布了《Five-for-Five》報(bào)告，強(qiáng)調(diào)未來 5 年將對(duì)人類生活產(chǎn)生巨大影響的五項(xiàng)驚人技術(shù)創(chuàng)新，包括監(jiān)控世界海洋的微型 AI 相機(jī)、量子計(jì)算機(jī)投入實(shí)際使用等。

1. AI 機(jī)器人攝像頭幫助清潔用水供應(yīng)

到 2025 年，水資源短缺將會(huì)影響到全球1/4 的人口。微觀浮游生物的行為可以提供有關(guān)水質(zhì)的重要線索，包括化學(xué)污染水平、溫度變化等。由 IBM 開發(fā)并由人工智能（AI）驅(qū)動(dòng)的自主式機(jī)器人攝像頭有可能比以前更詳細(xì)地監(jiān)控這種行為。通過分析攝像頭收集的數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)了解影響我們湖泊和海洋水質(zhì)和生命的因素。

　　在今天的報(bào)告發(fā)布之前，IBM 研究院副總裁兼實(shí)驗(yàn)室主任杰夫·威爾瑟（Jeff Welser）表示：“有了物聯(lián)網(wǎng)，我們可以把傳感器放在任何地方，這是我們將它與 AI 結(jié)合起來使用的一個(gè)例子?！?/p>

　　威爾瑟還稱：“我們知道，未來人們將面臨各種各樣的清潔用水問題，我們知道水里有微生物，如果我們能讓它們告訴我們正在發(fā)生的事情，那將是理解任何潛在問題的絕好方式?！?/p>

　　為了能夠大規(guī)模部署這些設(shè)備，保持設(shè)備低功率是非常重要的。為了達(dá)到這一目的，IBM 的攝像頭中不包含透鏡、聚焦機(jī)制或其他復(fù)雜的機(jī)械部件，只是通過光傳感器跟蹤陰影和運(yùn)動(dòng)。

　　威爾瑟解釋稱：“我們可以從中得到很多信息，這些微生物會(huì)照常四處移動(dòng)嗎？關(guān)于這種行為意味著什么，有很多有趣的科學(xué)解釋。”

2. 加密錨和區(qū)塊鏈打擊假冒產(chǎn)品

　　沒有人喜歡仿冒品，區(qū)塊鏈和加密錨將有助于打擊假冒產(chǎn)品，并確保食品供應(yīng)鏈的安全。

　　通過欺詐和仿冒，全球經(jīng)濟(jì)每年損失高達(dá) 6000 億美元，區(qū)塊鏈提供了從食品到鉆石再到拯救生命藥物安全的巨大潛力。

　　在全球經(jīng)濟(jì)中，貨物在從生產(chǎn)地點(diǎn)到達(dá)終端消費(fèi)者之間，需要轉(zhuǎn)經(jīng)許多不同人之手。這使得他們可以隨意篡改和竊取數(shù)據(jù)，而區(qū)塊鏈技術(shù)可以幫助消除這些問題。

　　然而，為了工作，在區(qū)塊鏈的物理產(chǎn)品和數(shù)字記錄之間需要有個(gè)防篡改的鏈接。這就是密碼錨的來源，即顯微鏡下的代碼或標(biāo)識(shí)符，它可以充當(dāng)“數(shù)字指紋”來確保旅程的每個(gè)階段安全。

　　威爾瑟表示：“這里的挑戰(zhàn)在于，區(qū)塊鏈可以記錄所有的交易，但在某個(gè)地方，你必須將交易與實(shí)際的物理對(duì)象聯(lián)系起來，這樣你就能知道被掃描的香蕉是真正的香蕉?！?/p>

　　威爾瑟解釋說：“密碼錨的作用是，它們基本上都嵌入了微小代碼，比如顯微鏡下的二維碼，這樣一來，如果你試圖用相似的二維碼來替換它，你就可以知道它被篡改了。當(dāng)你把這些代碼放到區(qū)塊鏈上時(shí)，供應(yīng)鏈就得到了保護(hù)。”

3. 晶格密碼學(xué)會(huì)阻止量子黑客

　　在量子計(jì)算機(jī)時(shí)代，被稱為晶格的復(fù)雜代數(shù)結(jié)構(gòu)將成為一種非常有價(jià)值的工具。隨著越來越多的敏感數(shù)據(jù)被收集和存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)上，安全措施需要能跟上黑客日益增長的能力，因?yàn)閹缀鯚o限的計(jì)算能力變得越來越便宜和可用。

　　到目前為止，越來越復(fù)雜的加密技術(shù)已經(jīng)成為黑客們?cè)絹碓礁?CPU 能力的標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)。隨著量子計(jì)算成為主流，防御量子黑客襲擊越來越難。

　　威爾瑟稱：“現(xiàn)實(shí)中需要不斷為保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全而戰(zhàn)，我們需要確保我們繼續(xù)加密，這樣可以阻止壞人侵入。我們必須確保，隨著計(jì)算機(jī)速度的加快，我們可以繼續(xù)領(lǐng)先于黑客，量子計(jì)算機(jī)帶來了特別的擔(dān)憂。”

　　晶格密碼學(xué)涉及到在高維代數(shù)結(jié)構(gòu)中編碼數(shù)據(jù)，即使是理論上的百萬量子位的量子計(jì)算機(jī)也很難破解。

　　此外，它還開辟了完全同態(tài)加密(FHE)的可能性，這將使電腦操作數(shù)據(jù)時(shí)仍然處于加密狀態(tài)，消除現(xiàn)有系統(tǒng)固有的安全缺陷，即數(shù)據(jù)必須解密才能處理，因此容易遭到黑客襲擊。例如，這可能意味著信用評(píng)級(jí)系統(tǒng)可以在不暴露個(gè)人數(shù)據(jù)的情況下做出信用評(píng)分決策。

4. AI 偏見會(huì)激增，但只有公正的 AI 才能生存下來

　　AI 系統(tǒng)與它們所接受的訓(xùn)練數(shù)據(jù)息息相關(guān)，如果這些數(shù)據(jù)是以一種有偏見的或折衷的方式收集的，那么結(jié)果就不太可能符合我們?cè)噲D建立模型的真實(shí)世界。

　　設(shè)計(jì)新的方法來監(jiān)控偏見，并從源頭上消除偏見，是創(chuàng)造 AI 軟件的關(guān)鍵，它能準(zhǔn)確反映出現(xiàn)實(shí)。

　　威爾瑟表示：“AI 帶來的希望之一是，它將幫助我們以不那么有偏見的方式做出決定，因?yàn)?AI 不會(huì)有人類那樣的偏見。所以如果你在考慮是否應(yīng)發(fā)放抵押貸款，或者誰應(yīng)該獲得保釋，或者你應(yīng)該招募誰，所有這些都有偏見存在?！?/p>

　　威爾瑟補(bǔ)充道：“AI 系統(tǒng)希望能夠以較少的偏差做出這些決定，但挑戰(zhàn)在于 AI 依賴于數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，如果數(shù)據(jù)中存在偏見，那么 AI 就會(huì)心存偏見。我們花了很多時(shí)間來研究系統(tǒng)如何非故意地學(xué)習(xí)偏見，同時(shí)也保護(hù)它們不受那些可能試圖教導(dǎo)它們偏見的玩家影響，我們不希望它們有這種偏見?！?/p>

　　以這種方式訓(xùn)練的 AI 系統(tǒng)提供了一個(gè)無偏見的、客觀的世界模型，這可能才是最成功的。這將幫助我們解決道德和倫理問題，這些問題將會(huì)被任何試圖利用 AI 處理社會(huì)問題或做出影響人類生活決定的行業(yè)或研究領(lǐng)域所遇到。

5. 量子計(jì)算將從研究實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到現(xiàn)實(shí)世界中

　　IBM 研究人員今天預(yù)測，從現(xiàn)在開始的未來 5 年時(shí)間里，量子計(jì)算將成為任何計(jì)算機(jī)工程學(xué)位的基本組成要素。它將從根本上被理解，而不再是被神秘面紗籠罩的技術(shù)，它將在許多學(xué)科和行業(yè)中成為解決問題的一種實(shí)用工具。

　　威爾瑟說：“我們用量子計(jì)算機(jī)做了很多事情。我們?cè)谠贫擞袀€(gè) 15 量子位的系統(tǒng)，任何人都可以使用，我們看到了很多有趣的東西?！?/p>

　　現(xiàn)在有超過 10 萬的點(diǎn)擊量，人們可以在上面寫程序。但威爾瑟表示，現(xiàn)在它仍然是個(gè)玩具，一個(gè)研究人員的游樂場。

　　威爾瑟稱：“在我看來，未來五年，我們會(huì)有足夠大的系統(tǒng)，并且有足夠低的錯(cuò)誤率，我們會(huì)看到一些真正有價(jià)值的、有趣的東西。最有可能的領(lǐng)域是量子化學(xué)，包括對(duì)分子或化學(xué)鍵的模擬?！?/p>

　　威爾瑟還說：“現(xiàn)在我們使用的是非常大、高性能的計(jì)算系統(tǒng)，但即使是這樣，一旦我們想要更深入模擬分子或原子，就變得非常困難，因?yàn)橛刑嗟淖兞看嬖?。?dāng)然，當(dāng)我們?cè)趤喸铀缴瞎ぷ鲿r(shí)，這些成了量子變量。只能通過量子計(jì)算機(jī)直接模擬?！?/p>

　　對(duì)于那些在任何科學(xué)領(lǐng)域?qū)ふ衣殬I(yè)的人來說，對(duì)量子計(jì)算的理解是至關(guān)重要的。將來學(xué)生離開大學(xué)時(shí)，將有親自在量子動(dòng)力機(jī)器上進(jìn)行實(shí)踐的體驗(yàn)。

　　正如大多數(shù)工程師或科學(xué)家今天能夠概括計(jì)算術(shù)語“bit”的含義一樣，在 5 年的時(shí)間里，“量子位”一詞將被廣泛理解。