旅行商|P vs. NP 五十年:AI正在解决不可解问题( 七 )

时至今日,我们从人们的网络搜索记录、他们的社交账号的照片视频、游戏账号的购买记录,以及在网上的浏览记录、现实生活中的足迹信息,以及各种智能设备中残留的隐私信息中收取大量的个人信息数据。因此数据集已经很充足。同时,机器学习也可以拥有处理这些复杂信息的能力,因此就可以据此做出非常精确的预测和估计。计算机对我们的了解往往比我们自己对自己的了解还要多。
我们现在的技术已经足够强大,强大到甚至能够开发出一个智能眼镜,让你戴上它就立刻知道眼前人的各种信息,姓名、年龄、身高体重、兴趣爱好,甚至是政治偏好。也就是说,在大数据的时代,由于机器学习和大量隐私信息的存在,本来十分复杂、几乎不可能实现的一些问题被计算机攻克,也就带来了隐私的泄露——复杂性不再能为我们提供隐私的保护。我们需要通过法律和对企业的责任约束来保护个人的隐私安全。
计算机世界的“摩擦”现象可以超越隐私。美国政府在1978年取消了对航空公司定价的管制,因此如果旅客想要找到一条最便宜的航线,就需要打好多个电话给很多家航空公司,或者通过旅行社来寻找。但是旅行社嘛,通常不会尽心尽力的帮你寻找最便宜的,而是寻找对他们利益最高的那条路线。各个航空公司的生存理念不同,有的可能致力于保持高水平的服务质量,因此价格稍贵;有些则是想要用低价来吸引更多的乘客。今天,我们可以很容易的通过计算机程序找到最便宜的航空公司的航线信息,因此航空公司也都跑去在价格上苦苦鏖战竞争,并期望计算出最佳的定价来提高上座率,此时服务态度和体验可能就被牺牲掉了。
计算机的“摩擦力”或者说复杂性,也有助于打击作弊问题。我在1980年读大学的时候,天天被微积分问题虐,整天都在各种数学计算,生不如死。但是时至今日,这些微积分问题在Mathematica和Matlab面前都是弟弟,一行指令轻松破解。我现在当老师了,在我的课程上,我甚至留不出一些网上无法搜索到的家庭作业题目来让学生训练。更可笑的时候,我甚至可以使用GPT-3或者它的后续优化代码来生成一些家庭作业。那么当GPT之类的工具已经可以自动回答这些很复杂的问题的时候,我们如何激励学生,或者说防止他们作弊偷懒呢?
股票交易也是一个重灾区。在过去,股票交易通常需要在一个很大的交易所中进行,就像我们在电影中看到的那样,交易员在那里用一个很帅的手势来指挥买入和抛售,用一个眼神来匹配最佳的价格。但是现在,算法会自动适应最佳的价格并且买入抛售股票。虽然偶尔会导致“闪崩”的现象。机器学习算法已经很强大了,他们能够替代人类进行一些决策,也能进行人脸识别,将社交媒体的内容和用户进行匹配,也能进行一些司法判决。这些决策系统都为人们提供了便利,但也带来了很大的社会挑战。比如歧视问题和政治两极化的问题正在被拉大。这个问题很复杂我们无法一言概之。
上述的问题只是此类场景中的一小部分。作为计算机科学家,我们的目的是使计算尽可能高效和简单,但我们必须保留减少计算复杂性,也就是计算“摩擦力”的成本。
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量子计算机的力量
随着摩尔定律的失效,计算机研究人员将目光转移到量子计算机的领域,这些年,量子计算机的研究和应用正在经历大幅的增长。谷歌、微软和IBM等大型科技公司,以及各种创业公司都在量子计算机方面投入大量资源进行研究。美国发起了国家级的量子计算研究计划,中国等其他国家也在纷纷效仿。
在2019年,谷歌宣布他们已经通过使用53个量子比特的量子计算机实现了“量子霸权”,解决了当前传统计算机无法解决的很多计算任务。虽然有很多人质疑这个说法,但是我们无疑的正在处于量子计算新时代的起点之上。尽管如此,我们距离能够跑起来Peter Shor的量子算法,以及拥有一台真正的量子计算机,还有相当远的距离。保守来说,我们还需要几万个量子位的距离需要攻克。通常来说,量子计算机可以被理解成是由比特表示的状态数的系统,比如53个量子比特计算机的2^53个状态。这可能说明,我们可以通过创建特别多的状态位,也就是使用量子计算来解决NP完全问题——也就是大力出奇迹。但不幸的是,目前我们无法证明量子计算机能够充分操控这些状态位,也就是不知道使用什么算法来解决NP完全问题,在这个角度上,这个问题已经超出了Grover的算法限制。