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前瞻觀點

從 AI 到量子,未來 5 年科技突破力

AI 商用化浪潮如火如荼展開,未來 5 年,人們更需要「廣義 AI」,像人類一樣根據複雜資訊做精準辨識預測。當 AI 與量子交會,量子電腦也許能解決目前無解的問題,甚至解開大自然之謎。

2027 年會出現什麼樣的科技呢?想像一下,你只要拿出手機 App 拍一下甜點上的草莓奶油,就能立即檢測出它的原料。又或者彩繪指甲圖案中的小黑點,其實是小型電腦晶片,用來偵測你的健康狀況,當身體出現狀況時,你將會收到手機推播通知,針對你今日的行程,推薦離你最近的醫院、適合的醫生及看診時段。

人類對 AI 的想像不斷擴展,正在往無所不在的小型智慧電腦進化。IBM 日本副總裁暨日本東京研究所所長森本典繁在 IBM think Summit Taipei 2019 論壇中指出,「當智慧電腦可以做到貼紙的大小,微型智慧科技將在 10 年內解決目前人類認為不可能的事。」

AI 大躍進幕後推手:深度學習

提到智慧科技,其實人工智慧早在 1960 年代就出現了。然而,隨著技術的突破,能取得品質佳的數據之後,近幾年 AI 才變得熱門,真正實現在商業分析應用之中。

不論是語言翻譯、語音轉文字、自然語言處理、物件偵測或人臉辨識等商用化應用,深度學習(Deep Learning)都是近期 AI 大躍進的幕後推手,只要把神經網絡做好,深度學習會從答錯問題的過程中學習進化。

深度學習更進一步推展至醫學研究,IBM 研究院使用深度學習進行皮膚癌影像檢測分析,辨識黑色素瘤(melanoma)的準確度為 76%,人類專家的辨識準確度則為 70.5%。

森本典繁說:「系統最差的表現還是比人類專家還好!系統沒有醫學知識,但只要有高品質的正確圖片和答案,就能自主學習,只要超越某個階段之後,就不會退步。機器可以 24 小時運作,辨識幾千次、幾萬次都不成問題,對醫學有極大助益。」

AI 進化之路:能推理和學習的「廣義 AI」

如今人類身處的世界圍繞著深度學習,代表 AI 已經邁入成熟階段了嗎?森本典繁指出:「AI 的進化可分成三個階段,狹義人工智慧(Narrow AI)、廣義人工智慧 (Broad AI),還有通用人工智慧(General AI)。我們目前在狹義 AI 和廣義 AI 之間,只到達 AI 的入口而已!」

過去提及的 AI,包括深度學習,都屬於「狹義 AI」 ,也就是只專注在單一工作任務,例如翻譯、圖片辨識,只要 AI 有充足的資訊,就能超越人類的表現。例如 2011 年 IBM 超級電腦 Watson 在益智競賽節目《Jeopardy》中打敗人類對手,就是從知識庫中找答案的電腦問答系統。

然而,人類的決策運作很複雜,需要綜合考量情況並做出決策,需要具備廣泛功能的「廣義 AI(Broad AI)」 ,也就是讓 AI 執行跨領域、多任務的工作,才能有效應用 AI,解決現實世界各種複雜問題,是學術機構和全球領先商業公司正積極研究的 AI 領域。

IBM 研究院從 2012 年開始研發 AI 辯論系統「Project Debater」,是世界第一個專為複雜主題與人類辯論所設計的 AI 系統。一開始就設定辯論的立場,AI 系統要從知識庫中找出能支持其立場的證據,構成其辯論,也要仔細聆聽並分析對手的立論,找出證據回應對方。

2019 年 2月進行人類史上第一場 AI 和真人辯論的公開辯論賽,代表人類世界又往「廣義 AI」跨出一大步,展示 AI 已能掌握語言的複雜能力,可自動學習,也能推理。未來,廣義AI 持續演進,能做到精準辨識預測,將能協助專家決策做多模態分析。(相關閱讀: 會辯論,對企業的影響是什麼?

邁向「通用 AI」新未來:量子電腦

「通用 AI」是指能像人類一樣思考、推理和自我學習的 AI,怎麼達到呢?森本典繁認為:組成物質最基本單位的「量子」,處於古典物理學、牛頓力學無法成立的微小世界,正是從廣義 AI 邁向「通用 AI」的關鍵,也能讓微型智慧科技得以實現。

提及量子位元和位元的差異,一個位元只能表現 0 或 1,而一個量子位元能同時表現 0 和 1,代表量子位元運算的速度更快,未來能規模化。森本典繁指出:「即便仍待研究什麼樣的程式能應用量子運算技術,我們相信量子電腦(Quantum Computer)可以解決目前無解的問題!未來將能應用在商業、新科學物質、檢測物質或是深度學習的最優化(規模優化演算法 Large Scale Optimization),甚至解開大自然之謎。」

森本典繁點出 IBM 發展量子運算的三大關鍵因素:

第一、硬體:量子電腦的技術開發。2016年,IBM 開發出 5 量子位元(qubit)電腦,並免費開源分享給全世界。

2019 年 CES 大會上,IBM 執行長 Ginni Rometty 宣布推出全球第一個科學及商用的量子電腦「IBM Q System One」,為 20 量子位元。IBM 以絕對零度的低溫維持量子位元的穩定度,讓脆弱的量子電腦有機會走出實驗室,朝向商用化發展。

森本典繁指出:「預期未來 3 到 5 年,量子運算能商用化。

第二、軟體:開放量子運算雲端平台「IBM Q Experience」及量子運算開源軟體平台「IBM QISKit」,廣邀科學界及廠商合作共同研究量子電腦,目前全球已有逾 10 萬人使用 IBM 的量子開源平台及工具。

第三、生態系:IBM 推出量子運算商業應用研究社群「IBM Q Network」,打造讓全球學術、教育機構、產業界共同交流和投入的聚落,挖掘和探索量子運算在商業和科學應用的情境。目前 IBM 已和全球數十家教育機構及企業攜手合作。

IBM 研究院也在 2018 年推出全世界第一款開源量子遊戲「Entanglion」,做為小朋友的量子教材。巴塞爾大學量子運算研究員 James Wootton 也用 IBM Q 平台開發「Hello Quantum」益智遊戲,讓小朋友和量子運算的初學者也能感受到樂趣。

森本典繁表示:所有科學家都受古典物理學的訓練,「新的工具需要新的人來學習使用,小朋友玩量子遊戲甚至比大人更上手。量子運算的未來正需要量子原住民(Quantum Native)自由發揮創意。」




資料來源:
1.三種AI解釋 「淺談 AI人工智能發展里程」
2.量子遊戲「Hello Quantum」