Google vil lage datamaskiner som kan «tenke kreativt»

[David Brown]

Folk burde kanskje ta seg tid til å lese en wikipedia artikkel før man uttaler seg som ekspert på kvantedatamaskiner.

 

Carl Sagan: En qubit har uendelig med mulige tilstander, ikke tre. Det du snakker om er verdiløst, og tar ikke i bruk noen kvantemekaniske fenomener.

 

En qubit har bare én tilstand, men den tilstanden er en sannsynlighetsbølge, ikke en av-på status. Man kan tenke på det som en graf - og akkuratt som man kan tegne ubegrenset mange forskjellige kurver, ser det ut som det er ingen teoretisk grenser på hvor mye informasjon man kan ha i én qubit.

 

Men faktum er at det er mange begrensningene som gjør at "uendelig med mulige tilstander" er bare marketing tøv. Teorien legger noen begrensningene - f.eks. informasjon krever energy, som setter en grenser for informasjonstetthet. Men det praktiske verden setter mange flere grenser. Termisk støy begrenser presisjon i sannsynlighetsbølgene - derfor jobber man nær absolutt nullpunkt. Men hvis man ikke /er/ på nullpunktet (og det er man jo aldri), har man termisk støy. Og alle måter å få data inn og ut av systemet gir begrensningene.

 

Det vi kan si er at en qubit kan holde mye mer informasjon enn en vanlig bit - men slett ikke ubegrenset mye.

 

"Only two things are infinite, the universe and human stupidity, and I'm not sure about the former."

Albert Einstein

 

Og kvantedatamaskiner handler ikke om økt kraft eller moores lov eller at de snart skal ta igjen normale datamaskiner. Det handler om å gjøre spesielle operasjoner på quantum bits og dermed å oppnå informasjon man ikke kunne funnet på samme måte med en klassisk maskin.

 

David Brown: Jeg skjønner ikke hvor du tar det fra at det ikke er noe man kan gjøre med en qubit som man ikke kan med en bit. Og man kan simulere en kvantemaskin i den grad at du kan observere hva man kan gjøre med en qbit, men du kan ikke simulere en kvantemaskin som skal oppnå noe en klassisk maskin ikke kan. Det enkleste beviset for det er at du trenger uendelig med bits for å simulere en enkelt qbit. Ingen maskin har uendelig med bits. Det du kan simulere er en ikke-perfekt qbit og teste ut quantum gates på den.

 

 

Jeg sa ikke at det ikke er noen man kan gjøre med en qubit som man ikke kan med "en bit" - jeg sa med "noen integertall" - d.v.s., en passende antall vanlig biter. Man trenger bare nok "digitale" biter til å dekke den /virkelige/ opplysningen til kvantumdatamaskinen. Dette er akkurat likt simulering av analoge signaler - har man nok digitale biter som passer til signal-to-noise ratio, kan man simulere systemet og få like gode resultater som kan kunne få fra det analoge systemet.

 

 

Hva i all verden vet du om kvantemaskiner har noe med kunstig intelligens å gjøre?

 

Det koker ned til "komputability", uansett hvordan man implementere kalkulasjonene. Så lenge man kan simulere systemet på en "vanlig" datamaskin, kan man få samme resultater.

 

Det er ikke utenkelig at det å tenke i "kvantumdatamaskin modus" kan gi inspirasjon til nye algoritmer i kunstig intelligens, eller at det kan være en mer effektiv måte å beskrive dem på. En av de viktigste felt i AI er bruk av neural networks, som ble inspirert av måten hjerneceller er koblet sammen. Men borsatt fra noen få ekspirimenter i programbarlogikk brikker, bruker man en vanlig PC til å simulere en neural network.

 

Kvantemaskiner er et ungt felt, vi vet absolutt ikke grensene for hva man kan finne ut med det. Du påstår det er ubrukelig, men Shor's algoritme for å faktorisere store tall er et ganske opplagt bevis på at kvantemaskiner kan utrette ting normale maskiner ikke kan. Det er sant det vanskeligere for hver qbit, spesielt mtp decoherence, men når google bestiller en på 512 bits sier det meg at D-Wave har kommet langt på noen få år. Det er ikke mer enn 1 år siden folk benektet at D-Wave hadde klart å lage en kvantemaskin i det hele tatt. Maskinene D-Wave produserer kan ikke kjøre Shor's algoritme, men de kan helt sikkert gjøre mye kult.

 

Så vidt jeg forstår Shor's algoritme, kan man bruke det for å faktorisere en nummer i kort (polynomial) tid. Men det er avhengig av at kvantumdatamaskinen har nok kapasitet (ut fra stabilitet, opplysning av qubitene, og antall qubitene). Det vil si, for å kunne raskt faktorisere en nummer opp til X må man ha en kvantumdatamaskin av "størrelse" Y. Det er grunnlegende likt vanlig datamaskiner - bruker du en stor nok digital datamaskin, kan du også faktorisere tall opp til X i polynomial tid.

 

Det fine med Shor's algoritme (og andre quantum algoritmer) er at med ideele kvantumdatamaskiner, har man god skalering - man trenger ikke /så/ fryktelige store kvantumdatamaskinter for å knekke dagens encryption systemer, mens størrelsen på en digital datamaskin hadde være mye større. Problemet er at kvantumdatamaskiner er langt fra ideel, og det er ingen tegn til at de blir store nok til å utfordre vanlig datamaskiner. Det er morsomt å fantisere om en kvantumdatamaskin som kan finne faktorene til en 1024-bit nummer, noe som digital datamaskiner kommer aldri til å kunne gjøre med dagens algoritmer. Men man skal også husker at det første implementasjon av Shor's algoritmer for 12 år siden klarte å finne faktor til 15 (ikke en 15-bit nummer, men tallet 15 = 5x3). Rekorden som ble tatt for et år siden klarte å faktorisere 21. Så imponerende er "gjennombrudene" i kvantumdatamaskiner i den virkelige verden.

 

Hvor kreativt en kvantemaskin kan tenke vet man ikke, men de fungerer ikke på noen måte som en normal datamaskin og man kan ikke avfeie dette simpelthen med å si at det avhenger av kreativiteten til programmereren.

[Kikert]

Bare en liten ting. Diskusjonen om kvantemaskiner og utvikling er ikke fornuftig eller konstruktivt. Samme som at Bill Gates sa at man aldrig kommer til å trenge mer enn 512kb med minne (tror det er feil tall, men er ca riktig). Å tro noe som helst om hva disse maskinene kan bli istand til å gjøre (etterhvert), hvor kraftige de kan bli eller om de kan ta igjen vanlige maskiner på regnekraft blir for teit å spekulere i, hvertfall i forhold til tidligere spekulasjoner om teknologisk fremtid/ fremdrift. Håper jeg ikke var for frekk da

[LandeTLS]

Skynet...:-P

[SkoMedHull]

Det handler om å gjøre spesielle operasjoner på quantum bits og dermed å oppnå informasjon man ikke kunne funnet på samme måte med en klassisk maskin.

Dette er da operasjoner utenfor de som skal til for å møte kravene for en turing-komplett maskin. Noen vet hva slags operasjoner dette er?

[David Brown]

Dette er da operasjoner utenfor de som skal til for å møte kravene for en turing-komplett maskin. Noen vet hva slags operasjoner dette er?

Disse magiske operasjoner fins ikke - kvantumdatamaskiner gjør ingenting som man ikke kan gjøre med digitale datamaskiner.

 

Hele teorien på kvantumdatamaskiner går ut på at de kan gjøre noen type operasjoner mye raskere enn digitale datamaskiner - hovedsakelige fordi de kan gjøre dem parallelt. Ikke engang marketing folk hos D-Wave ville påstå at de kan gjøre noe /nytt/.

 

Som du sikkert forstår om du har lest innleggene mine, har jeg stor skepsis mot kvantumdatamaskiner, og er veldig pessimistisk om de noen gang konkurrere i kost-nytte mot digitale maskiner. Men jeg blir veldig glad dersom noen lager kvantumdatamaskiner som beviser at jeg tar feil!

[Gebby]

Disse magiske operasjoner fins ikke - kvantumdatamaskiner gjør ingenting som man ikke kan gjøre med digitale datamaskiner.

 

Hele teorien på kvantumdatamaskiner går ut på at de kan gjøre noen type operasjoner mye raskere enn digitale datamaskiner - hovedsakelige fordi de kan gjøre dem parallelt. Ikke engang marketing folk hos D-Wave ville påstå at de kan gjøre noe /nytt/.

 

Som du sikkert forstår om du har lest innleggene mine, har jeg stor skepsis mot kvantumdatamaskiner, og er veldig pessimistisk om de noen gang konkurrere i kost-nytte mot digitale maskiner. Men jeg blir veldig glad dersom noen lager kvantumdatamaskiner som beviser at jeg tar feil!

 

Jeg synes det blir litt idiotisk at du svarer på disse spørsmålene når du innrømmer at du er en pessimistisk skeptiker som ikke har tro på kvantemaskiner. Det er en bråte med operasjoner som utføres i en kvantedatamaskin som ikke utføres i en klassisk maskin. Du kan simulere dem, men det blir ikke det samme fordi de ikke utføres på qbits. Quantum fourier transform, hadamard gates, pauli X/Y/Z gate osv. "Teorien på kvantumdatamaskiner" som du kaller det går absolutt ikke ut på paralellisering, du kan lese om Deutsch–Jozsa algoritmen hvis ikke tror de kan utrette ting som er annerledes enn det en normal maskin kan.

 

Konkurrere i kost-nytte? Disse maskinene opererer i et helt annet marked enn normale maskiner. Det har aldri vært snakk om at vi i framtiden vil ha kvantemaskiner i mobiltelefonen istedetfor en tradisjonell prosessor. Disse maskinene er for tiden hovedsaklig interessante som et forskningsobjekt som i framtiden muligens kan brukes til å løse noen type problemer. Det er også interessant fordi denne frykten du korrekt beskriver for at andre skal klare å knekke RSA gjør at feltet får mye oppmerksomhet og innskudd av penger.

 

"Det er grunnlegende likt vanlig datamaskiner - bruker du en stor nok digital datamaskin, kan du også faktorisere tall opp til X i polynomial tid.". Du mener algoritmen fungerer i polynomial tid så lenge maskinen blir stor nok? Haha, den må du nesten utdype.

 

Eksempelet du kommer med er ikke sant engang. I 2011 ble 143 faktorisert av en kvantemaskin.

[David Brown]

Jeg synes det blir litt idiotisk at du svarer på disse spørsmålene når du innrømmer at du er en pessimistisk skeptiker som ikke har tro på kvantemaskiner.

 

Det er mye bedre at jeg gjøre klart mine fordommer her, enn at jeg lar være. Eller syns du at det er bare de som tror kvantumdatamaskiner er fantastisk som skal ha lov til å utrykke seg her?

 

Og som sagt, blir jeg veldig glad dersom det bevises at jeg tar feil.

 

Det er en bråte med operasjoner som utføres i en kvantedatamaskin som ikke utføres i en klassisk maskin. Du kan simulere dem, men det blir ikke det samme fordi de ikke utføres på qbits. Quantum fourier transform, hadamard gates, pauli X/Y/Z gate osv. "Teorien på kvantumdatamaskiner" som du kaller det går absolutt ikke ut på paralellisering, du kan lese om Deutsch–Jozsa algoritmen hvis ikke tror de kan utrette ting som er annerledes enn det en normal maskin kan.

 

 

Har du faktisk sett på disse selv? "Deutsh-Jozsa" er en algoritme laget spesielt til å vise at kvantumdatamaskiner kan være raskere enn digitale datamaskiner. Det er en helt kunstig problem spesiallaget til slike demonstrasjoner, og likevel er ikke mer enn dobbelt så raskt som en vanlig algoritme.

 

/Alle/ operasjoner som gjøres av kvantumdatamaskiner kan gjøres med digitale datamaskiner. Det som er spennende med kvantummaskiner er at dersom man har "n" qubitene, kan man teoretisk sett gjøre operasjoner på alle verdiene mellom 0 og (2^n)-1 samtidig. Det er veldig likt bruk av grafikkort som akselerator der man gjør samme operasjoner på en rekke tall samtidig. Forskjellen er at med grafikkort (og vanlig datamaskiner), hvis man vil gjøre dobbelt som mye arbeid i same tid må man ha dobbelt antal biter og kretser - men med kvantumdatamaskiner, må man bare lege på én qubit.

 

Det er denne skalering som gjøre kvantumdatamaskiner potensielt så spennende - ikke at de kan gjøre noe nytt og mystisk.

 

Men skaleringen er kun teoretisk. Det står en rekke praktiske utfordring som begrenser skalering (og også noen teoretiske grenser). Ikke minst, blir det stadige vanskeligere å presse mer og mer informasjon inn i samme plass - man dobbler informasjonstetthet i qubitene for hver ny bit i systemet. Det går fint en stund, men termisk støy og andre unøyaktigheter setter en stopper til slutt.

 

Spørsmålet om kvantumdatamaskiner noen gang konkurrere med vanlig datamaskiner kokker ned til spørsmålet om ingeniørene klarer å få nok parallele qubitene til å jobbe sammen lenge nok at man får en raskere resultat enn med en vanlig datamaskin i samme prisklasse. Jeg tror ikke det komme til å skje - det er derfor jeg er en skeptiker.

 

 

Konkurrere i kost-nytte? Disse maskinene opererer i et helt annet marked enn normale maskiner. Det har aldri vært snakk om at vi i framtiden vil ha kvantemaskiner i mobiltelefonen istedetfor en tradisjonell prosessor. Disse maskinene er for tiden hovedsaklig interessante som et forskningsobjekt som i framtiden muligens kan brukes til å løse noen type problemer. Det er også interessant fordi denne frykten du korrekt beskriver for at andre skal klare å knekke RSA gjør at feltet får mye oppmerksomhet og innskudd av penger.

 

Faktisk så snakker de mest fanatiske fanboys om akkuratt det å ha kvantumdatamaskiner i mobiler. Men vi er ellers enige at det har aldri vært /realistisk/ forventningene at de skal erstatte vanlig datamaskiner. Kvantumdatamaksiner blir alltid bare til noen spesialiserte oppgaver.

 

Likevel er det store spørsmålet om disse spesialoppgaver er best løst med kvantumdatamaskiner eller vanlig datamaskiner. Ta for eksempel demonstrasjonen D-Wave hadde der deres nye "D-Wave Two" maskinen klarte en bestemte type optimiseringsproblem 3600 ganger raskere enn en vanlig desktop PC. Det høres fantastisk ut - hvis ikke man tenker på prislappen til D-Wave'en. Jeg vet ikke hva D-Wave Two koster, men D-Wave One kostet rundt $10.000.000. Man kan kjøpe off-the-shelf supercomputere som hadde slått D-Wave'en til under $100.000, og med $1.000.000 hadde det vært lett å lage en spesialisert system med bl.a. programbarlogikk som kunne kjøre oppgaven langt raskere enn D-Wave.

 

 

"Det er grunnlegende likt vanlig datamaskiner - bruker du en stor nok digital datamaskin, kan du også faktorisere tall opp til X i polynomial tid.". Du mener algoritmen fungerer i polynomial tid så lenge maskinen blir stor nok? Haha, den må du nesten utdype.

 

Det er så fryktelig enkelt at jeg trodde ikke det var nødvendig å forklare.

 

En kvantumdatamaskin som er laget for å faktorisere tall har en begrensning på hvor stor tallet kan være og fortsatt ha polynomial tid. Skal man gå over denne grensen X, må man ha flere qubitene, eller deller opp oppgaven og ta exponential tid.

 

Det samme gjelder vanlige digitale datamaskiner.

 

For example, med en X på 1.000.000, kan man finne prime faktorene ved å prøve deling med alle primtall under 1000. Det fins 168 slike tall. Har man en digital datamaskin som kan gjøre 168 deling i parallel, har man et system som finner faktorene i en operasjon - langt mindre enn polynomial tid. Og du trenger ikke særlig kraftige OpenCL kort for å gjøre disse 168 delinginene parallelt.

 

På samme måte som med kvantumdatamaskiner, går du over grensen med større X enn hardware klarer i kort tid, blir skaleringen til slutt exponential.

 

I teori, kvantumdatamaskiner kan skalere bedre slik at det blir mulig å faktorisere svært store tall. I praksis tror jeg ikke det vil være mulig. Og dersom det de skulle se ut som kvantumdatamaskiner nærmer seg kraften som trengs for å knekke dagens RSA koder, er det ikke være enn at man bruker lengre nøkkler.

 

 

Eksempelet du kommer med er ikke sant engang. I 2011 ble 143 faktorisert av en kvantemaskin.

 

Nei, eksemplet jeg sitert var korrekt. Recorden til bruk av Shor's algortime står på 21. D-Wave har faktorisert 143 på sine maskiner, men de bruker ikke Shor's alogritme. De bruker "adiabatic" algoritmer, og det er (per i dag) ingen matematisk bevis for at denne type algoritmer kan skaleres og beholder polynomial tid. Det er ingen tvil om at adiabatic algoritmer som D-Wave bruker er interesant - det ser speseilt lovende ut som en metode å finne nær-optimale løsninger på kort tid. Men disse systemer er ikke "vanlige" kvantumdatamaskiner, og de fleste teoretiske resultatene om mulige skalering av kvantumdatamaskiner gjelder ikke for disse D-Wave systemer, fordi de kan ikke bruke "vanlige" kvantumalgoritmer.

[Ragnar115]

...må vel først få en robot til å avlyde disse reglene, før vi skal bekymre oss om de klarer å bryte dem

 

For ein stund siden hørte eg om at Japanerene som holdt på å lage ganske avanserte roboter, så har jo vi lagd ganske roboter, men ikkje med kunstig inteligens

[Anonym123456789]

Selv om teknologien ennå er i en tidlig fase, mener Google at potensialet er enormt og håper å bruke kvanteløsninger til å utvikle langt mer presise og effektive modeller innen alt fra stemmegjenkjenning og Internett-søk til miljøforskning og medisin.

Sist jeg sjekket var lederen for Googles AI-forskning selveste Ray Kurzweil, Singularity-bevegelsens far. De drømmer selvfølgelig om å knekke AGI-koden (Artificial General Intelligence), og hvis de gjør det, så får vi håpe at de lever opp til sitt ganske creepy slagord "Don't be evil." ("MOAHAHAHA....").p

 

For alle som er lei av å diskutere Asimovs robotlover, vil jeg tipse om nettsiden intelligence.org, som tilhører Machine Intelligence Research Institute (MIRI). Deres viktigste anliggende er Friendly AI. Og resultatene av forskningen på området er så langt ikke særlig oppløftende.

Endret 3. november 2015 av Anonym123456789

[Anonym123456789]

(Slettet)

Endret 3. november 2015 av Anonym123456789