新的风暴已经出现:量子计算重新定义世界规则

现如今,早已普及大众的家庭电脑的运算速度大概在几十亿至几千亿之间。而由我国自主研发的"神威"超级计算机,其运行速度更是达到了骇人的10亿亿次/秒——相当于世界上72亿人用电脑不停的算上32年。

(搜狐)

但是这在量子技术面前都是浮云。在半个多世纪的更新换代与技术革新中,运算技术虽然在量级上得到了数次质的飞跃。但是技术发展始终是万变不离其宗,"二进制"这座五指山一直将其死死压在身下。

在量子计算机中,它以电子、离子、原子、光子等微观粒子来构建计算机的信息单元——量子比特。处理信息的理论基础源自量子力学,脱离了传统的二进制模式。

为了解释这个可能在未来半个世纪内翻起科技界一次技术革命的技术,立乐青少儿编程的CEO阿米先生(Ami Dror) 特意为大家撰写了一篇对量子科技的科普文章:

大家好,请在下面找到我关于最新的时事通讯的链接,内容是介绍量子计算的重要性,它将在我们孩子的生活中发挥着作用,其最重要的是——如何让他们成为我们需要的下一代创新者。量子计算看起来似乎是一门令人望而生畏的学科,但别担心,我保证它读起来容易(而且内容丰富)。快来看看详情吧!

担心人工智能?让我们来谈谈以量子驱动的AI吧!

人工智能即将到来,但量子计算是人类思维的下一场风暴

在过去的几年里,我花了很多时间鼓励家长和教育工作者将计算思维融入到孩子的教育体系中。在这其中,有许多声音都是关于在未来10年内人类社会即将要面临的挑战——机器人和人工智能将抢走工作,编程将在全球劳动力中扮演何种角色等等。

(国际智能机器人展品平台)

如今,当你打开一份报纸,就会看到大量关于自动化和技术如何影响我们生活的文章。但我今天想暂停这些讨论,跳过这些问题,去解决我认为将在人类历史上发生的最巨大的变化——量子计算。我知道很多人不知道量子计算是什么意思,也担心会被“技术语言”搞得不知所措。但是我保证我将以一种你和孩子们都能理解的方式来解释量子计算(以及它在我们生活中可能扮演的角色)。

让我们从深入了解目前所使用的计算能力开始吧。今天人类使用的所有计算机,从最简单的手动旋钮到最先进的智能手机,都是基于晶体管,并由1和0控制。每一个计算单元都可以打开或关闭。即使一台设备使用了数万亿个一起工作的微型设备,它们仍然基于爱迪生发明电灯时使用的相同的开/关模式。即使是我们在世界各地开发的最复杂、最先进的系统,也是由相同的1和0的二进制模型驱动的。

(米柚)

与我们现有的计算机不同的是,量子计算机是基于量子位 (Qubit /量子计算器中的最小信息单位)。关于量子位最重要的一点是,它可以同时以1和0的形式存在。如果传统计算是开或关的电灯,那么量子计算就是可以一只同时处于开和关状态下的暗淡灯泡。当我们只是略微使用量子计算能力时就很快就发现一个事实:仅仅300个量子位便可以计算出比全宇宙的原子数目更多的计算结果。

那么,计算能力的变化如何转化为社会的变化呢?简而言之,它将改变一切。所有像数学、物理和计算机科学这样的学科都将必须被被重新设计,以适应量子科技下的新规则

我们将会有明确的例子来解释这一技术将如何造福人类。例如,使人们有可能迅速发现并制造新的药物,为那些绝症病人治疗。量子计算还可以引导我们找到新形的可再生能源,并终止使用那些对地球造成大量伤害的能源。我们的计算机将比当今市场上最先进的设备快上几万亿倍。如果我们在10年内从最初的iPhone发展到iPhone X,量子计算将使我们有可能在同样的10年内从iPhone X过渡到iPhone 1万亿。

(中国发展网)

然而在另一方面,量子技术将会产生新的危险和漏洞。例如黑客可以利用量子计算来访问和窃取我们的机密数据。在量子计算的世界里,现有的安全系统和金融市场的防护措施都是可被轻易攻破的过时产品。

(全景网)

考虑到可以通过利用量子计算的巨大力量,为何全球各政府和科技公司都在竞相建造一种实用的、可扩展的量子计算机也就不足为奇了。虽然实验量子计算机已经问世,但它们在现实计算方面的性能还不能超越诸位的智能手机。工程师在这个领域面临着许多实际的挑战。目前,已经建造成功的实验量子计算机都是非常精密的。即使是受到最轻微的震动,也会发生故障,以至于它们都需要被保护在极低温中。但是,量子计算将一点一滴地逐渐融入全球人类生活的各个层面。

有些人会说,我们距离拥有可以随身携带的量子计算设备还有相当长的一段时间。但当我们回顾历史后就可以发现,摆在"实现量子科技"这一命题之前的障碍与上世纪70年代开发个人电脑时工程师们所面临的问题并无太大区别。

(IBM的量子实验室/ 人工智能学家)

以我们目前的技术进步速度,这个看似遥远的未来可能在短短二十年间即可实现。而量子科技所带来的变化与影响甚至将来得比我们想象的更快。所以与其争论这些变化会在20年还是30年内发生,我还是想把话题重心转移到我的下一代身上。因为他们的生活一定会因量子计算而发生巨大的变化。我们相信作为家长、教育工作者和领导者,大家都愿意尽可能地为孩子们在新时代的生活做好准备。

那么,该如何培养"被世界所需"的新一代创新者呢?又该如何确保我们的孩子们做好了进入量子世界的准备,并能够领导那一不可避免的"观念转变"呢?

第一步,是认识到我们不能再依赖过去的规则了。尽管作为一个社会,我们对什么是创新者(例如:优秀的工程师或程序员)的定义稍有瑕疵,但创新——尤其是在一个由量子计算驱动的世界里——将需要解决问题、适应性、创造力和好奇心等"软技能"。我并不是说数学和科学不再关键(在计算思维的背景下,它们仍旧很关键)。然而,如果我们想培养孩子们的创新精神,让他们为量子计算的挑战和机遇做好准备,我们就必须通过培养在未来最能帮助他们的软技能去帮助他们。

(视觉中国)

诚然,我们生活的世界仍旧是注重实用性知识和背诵的传统教育体系。然而具有前瞻性的人会确保他的的孩子有足够的时间来练习和提高沟通技巧以及他们的分析搜索能力(谷歌(Google)是个不错的起点)。我相信多数人都认同创造力和好奇心的价值会在未来再度盛开。

然而家长中的许多人更担心的是:在花费时间进行家庭旅行这样有益于创造力和沟通能力的活动时,孩子会不会没时间学习"学科知识";而不是他们可能会从"体验新文化"中得到什么。事实上,我们越是认识到自我意识和领导力等软技能对未来的成功至关重要,我们就越容易从提高记忆等过时的技能中抽出时间来。老实说,我还是完全不明白老师们是如何认为背诵宪法是有帮助的!

让我们鼓励我们的孩子成为他们最有创造力的自我——无论是通过艺术、人文还是科学。让我们教他们如何善待他们身边的人,如何在与人的交流中永远保持好奇。那个未来的他一定会感谢我们的。

作者介绍:

阿米·德罗尔(Ami Dror)是立乐青少儿编程(LeapLearner)的创始人兼首席执行官,该公司旨在为当今的学生提供应对21世纪社会挑战的能力。德罗尔同时也是犹太-阿拉伯联合投资公司Zaitoun Ventures的联合创始人。作为全球3D和娱乐行业的领导者,德罗尔是多家公司的董事会成员。他持有以色列开放大学(OPen University)计算机工程学士学位,并且是中国-以色列创新论坛的联合创始人:一家位于香港,以促进全球创新为己任的民间组织。德罗尔是阿斯彭研究所的亨利皇家研究员,也是阿斯彭全球领导网络的积极成员。

——The End——

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