مایکروسافت اخیراً از دو پیشرفت اساسی خبر داده است که نشان‌دهنده جهشی بزرگ به جلو در قلمرو محاسبات کوانتومی و هوش مصنوعی است. این تحولات که در دو مقاله جداگانه در مجله نیچر به تفصیل شرح داده شده‌اند، نویدبخش تغییر شکل صنایع، تسریع اکتشافات علمی و تعریف مجدد ماهیت محاسبات و تعامل دیجیتال هستند. اعلام همزمان این دو دستاورد، یکی مربوط به تحقق ذره‌ای نظری که دهه‌ها قدمت داشت و دیگری مربوط به ایجاد دنیاهای بازی واقع‌گرایانه و تولید شده توسط هوش مصنوعی، بر تعهد مایکروسافت به پیشبرد مرزهای نوآوری‌های فناورانه تأکید دارد.
Majorana 1: کیوبیت توپولوژیکی و طلوع محاسبات کوانتومی مقیاس‌پذیر
محور اصلی دستاورد مایکروسافت در زمینه محاسبات کوانتومی، ایجاد و کنترل ذره Majorana است، یک شبه‌ذره که در دهه 1930 نظریه‌پردازی شد اما تا به حال به طور قطعی مشاهده نشده بود. این دستاورد که نقطه اوج یک برنامه تحقیقاتی 17 ساله (یکی از طولانی‌ترین برنامه‌های مایکروسافت) است، یک پیشرفت اساسی در فیزیک بنیادی به شمار می‌رود که پایه‌های معماری جدیدی را در محاسبات کوانتومی بنا می‌نهد.
مشکلی که امروزه محاسبات کوانتومی با آن مواجه است، این است که این صنعت برای ساخت کیوبیت‌های قابل اعتماد و مقاوم در برابر نویز تلاش بسیاری کرده است. ایجاد ذره Majorana امکان ساخت یک ابررسانای توپولوژیکی را فراهم می‌کند. این نوع جدید از نیمه‌رسانا که به عنوان یک ابررسانا نیز عمل می‌کند، امکان ساخت یک معماری بنیادی جدید را فراهم می‌کند که می‌تواند تا میلیون‌ها کیوبیت را روی یک تراشه، همه در کف دست، مقیاس‌بندی کند.
- اهمیت ذرات Majorana: ذرات Majorana منحصربه‌فرد هستند زیرا پادذرات خودشان هستند. این بدان معناست که دو ذره Majorana می‌توانند یا یکدیگر را نابود کنند (که منجر به حالت صفر می‌شود) یا برای تشکیل یک الکترون واحد (حالت یک) با هم ترکیب شوند. این پایداری و دوگانگی ذاتی، آنها را به کاندیداهای ایده‌آلی برای ساخت کیوبیت‌های قوی و قابل کنترل، بلوک‌های سازنده اساسی رایانه‌های کوانتومی، تبدیل می‌کند.
- کیوبیت‌های توپولوژیکی و هسته توپولوژیکی: تیم مایکروسافت از ویژگی‌های منحصربه‌فرد ذرات Majorana برای ایجاد “کیوبیت‌های توپولوژیکی” استفاده کرده است. این کیوبیت‌ها با ویژگی‌های زیر مشخص می‌شوند:
- قابلیت اطمینان: ماهیت توپولوژیکی این کیوبیت‌ها، حفاظت ذاتی در برابر نویز را فراهم می‌کند، که یک مانع بزرگ در رویکردهای سنتی محاسبات کوانتومی است.
- اندازه کوچک: کیوبیت‌های توپولوژیکی می‌توانند به طور قابل توجهی کوچکتر از انواع دیگر کیوبیت‌ها باشند، که امکان افزایش چشمگیر تراکم کیوبیت‌ها را روی یک تراشه واحد فراهم می‌کند.
- قابلیت کنترل: کیوبیت‌های توپولوژیکی با وجود پایداری، همچنان بسیار قابل کنترل هستند و امکان دستکاری‌های پیچیده مورد نیاز برای محاسبات کوانتومی را فراهم می‌کنند.
مایکروسافت اعلام کرد که این معماری جدید که برای توسعه پردازنده Majorana 1 استفاده شده است، مسیر روشنی را برای جای دادن یک میلیون کیوبیت روی یک تراشه واحد ارائه می‌دهد که می‌تواند در کف دست جای بگیرد. این یک آستانه مورد نیاز برای رایانه‌های کوانتومی است تا راه‌حل‌های متحول‌کننده و دنیای واقعی ارائه دهند – مانند تجزیه پلاستیک‌های خرد به محصولات جانبی بی‌ضرر یا اختراع مواد خودترمیم‌شونده برای ساخت‌وساز، تولید یا مراقبت‌های بهداشتی. تمام رایانه‌های فعلی جهان که با هم کار می‌کنند، نمی‌توانند کاری را انجام دهند که یک رایانه کوانتومی یک میلیون کیوبیتی قادر به انجام آن خواهد بود.
- پیامدهای اکتشافات علمی: یک رایانه کوانتومی مقیاس‌شده مبتنی بر معماری Majorana 1، پتانسیل ایجاد انقلاب در زمینه‌هایی را دارد که به شبیه‌سازی‌های پیچیده متکی هستند، مانند:
- علم مواد: طراحی مواد جدید با خواص خاص (به عنوان مثال، ابررساناها، باتری‌های پیشرفته) بدون نیاز به آزمایش و خطای گسترده.
- کشف دارو: مدل‌سازی دقیق رفتار مولکول‌ها و پروتئین‌ها برای تسریع توسعه داروها و درمان‌های جدید.
- فیزیک بنیادی: کاوش پدیده‌های پیچیده کوانتومی و تعمیق درک ما از دنیای طبیعی.
- جدول زمانی: در حالی که پیشرفت‌های فیزیکی و ساخت کامل شده است، توسعه یک رایانه کوانتومی کاملاً مقاوم در برابر خطا مبتنی بر Majorana 1 برای اواخر دهه 2020 (حدود 2027-2029) پیش‌بینی شده است. گام‌های بعدی شامل ادغام این دروازه‌های جدید در یک رایانه کوانتومی کارآمد است.
- جداسازی نرم‌افزار/سخت‌افزار. مایکروسافت پشته نرم‌افزاری خود را به طور جداگانه توسعه می‌دهد و 24 کیوبیت منطقی را روی رایانه‌های کوانتومی اتم خنثی و تله یونی نشان داده است که پیشرفت‌هایی را در تصحیح خطا به نمایش می‌گذارد.
Muse: دنیاهای بازی تولیدشده توسط هوش مصنوعی و آینده تجربیات تعاملی
دومین اطلاعیه مهم مایکروسافت بر “Muse” متمرکز است، یک مدل هوش مصنوعی جدید که برای تولید کل دنیاهای بازی بر اساس داده‌های گیم‌پلی طراحی شده است. این “مدل کنش جهانی” یا “مدل کنش انسانی” از مجموعه‌های داده گسترده تولید شده توسط استودیوهای بازی‌سازی مایکروسافت برای ایجاد محیط‌های بازی منسجم، متنوع و قابل تغییر توسط کاربر بهره می‌برد.
- ویژگی‌های کلیدی Muse:
- انسجام: دنیاهای بازی تولیدشده، منطق داخلی منسجمی را حفظ می‌کنند، و اطمینان حاصل می‌کنند که اقدامات و تعاملات در محیط بازی به طور واقع‌گرایانه رفتار می‌کنند.
- تنوع: Muse می‌تواند طیف گسترده‌ای از محیط‌ها و سناریوهای بازی را تولید کند و تجربه‌ای غنی و متنوع را برای بازیکنان ارائه دهد.
- قابلیت تغییر توسط کاربر: دنیاهای تولیدشده نسبت به تغییرات کاربر پایدار هستند و به بازیکنان اجازه می‌دهند تجربیات بازی خود را سفارشی و شکل دهند.
- تولید بلادرنگ: Muse می‌تواند محتوای بازی را به صورت بلادرنگ تولید کند و به طور پویا به ورودی بازیکن پاسخ دهد. این امر با استفاده از یک کنترلر Xbox به نمایش گذاشته شد، جایی که مدل بر اساس ورودی کنترلر خروجی تولید کرد و در عین حال انسجام با قوانین بازی را حفظ کرد.
- پیامدها برای بازی و فراتر از آن:
- ایجاد انقلاب در توسعه بازی: Muse این پتانسیل را دارد که فرآیند توسعه بازی را به طور چشمگیری تسریع و ساده کند و به استودیوهای کوچکتر اجازه دهد بازی‌های با کیفیت AAA ایجاد کنند. همچنین می‌تواند منجر به اشکال جدیدی از گیم‌پلی ظهورکننده و داستان‌سرایی پویا شود.
- مدل‌های کنش و جهان عمومی: فراتر از بازی، فناوری پشت Muse می‌تواند برای ایجاد مدل‌های کنش و جهان عمومی به کار گرفته شود و کاربردهای بالقوه‌ای در رباتیک، شبیه‌سازی و سایر زمینه‌ها داشته باشد.
- دارایی داده: داده‌های گسترده بازی مایکروسافت که از طریق خریدهای آن و سرمایه‌گذاری در صنعت بازی جمع‌آوری شده است، مزیت منحصربه‌فردی را در آموزش مدل‌هایی مانند Muse فراهم می‌کند، مشابه مزیت داده YouTube برای گوگل.
زمینه گسترده‌تر: هوش مصنوعی، رشد اقتصادی و تأثیرات اجتماعی
گفتگو با ساتیا نادلا، مدیرعامل مایکروسافت، فراتر از پیشرفت‌های فنی خاص، به پیامدهای گسترده‌تر هوش مصنوعی و محاسبات کوانتومی برای اقتصاد و جامعه می‌پردازد. مضامین کلیدی شامل موارد زیر است:
- هوش مصنوعی و رشد اقتصادی: نادلا بر پتانسیل هوش مصنوعی برای ایجاد رشد اقتصادی قابل توجه، احتمالاً افزایش نرخ رشد تولید ناخالص داخلی جهانی به سطوحی یادآور انقلاب صنعتی (به عنوان مثال، رشد 7-10٪ تعدیل‌شده با تورم) تأکید می‌کند. او تأکید می‌کند که معیار واقعی موفقیت هوش مصنوعی، تأثیر آن بر بهره‌وری کلی اقتصادی خواهد بود، نه فقط نقاط عطف فناوری.
- محاسبات ابرمقیاس و هوش مصنوعی: پلتفرم ابری Azure مایکروسافت به عنوان یک توانمندساز کلیدی انقلاب هوش مصنوعی قرار گرفته است و منابع محاسباتی عظیمی را که برای آموزش و استقرار مدل‌های هوش مصنوعی در مقیاس بزرگ مورد نیاز است، فراهم می‌کند. نادلا بر افزایش تقاضا برای زیرساخت‌های محاسباتی، ناشی از هم آموزش و هم استنتاج (استفاده بلادرنگ) مدل‌های هوش مصنوعی تأکید می‌کند.
- پارادوکس جونز و هوش مصنوعی: نادلا در مورد پارادوکس جونز در زمینه هوش مصنوعی بحث می‌کند و اشاره می‌کند که با ارزان‌تر و قدرتمندتر شدن هوش مصنوعی، احتمالاً تقاضا برای قابلیت‌های آن به طور تصاعدی افزایش می‌یابد. این نشان می‌دهد که تمرکز باید هم بر بهبود هوش مصنوعی و هم بر کاهش هزینه آن باشد.
- چالش‌های استقرار و مدیریت تغییر: نادلا اذعان می‌کند که استقرار واقعی هوش مصنوعی در دنیای واقعی شامل چالش‌های قابل توجهی، به ویژه از نظر مدیریت تغییر و طراحی مجدد فرآیندها در سازمان‌ها خواهد بود. او قیاسی با معرفی صفحات گسترده و ایمیل ترسیم می‌کند که اساساً فرآیندهای تجاری را تغییر دادند.
- آینده کار و عوامل هوش مصنوعی: نادلا آینده‌ای را متصور است که در آن عوامل هوش مصنوعی جزء لاینفک کار دانش‌بنیان می‌شوند و به عنوان همکار و دستیار عمل می‌کنند. او یک رابط کاربری “مدیر عامل” جدید را توصیف می‌کند که برای مدیریت تعاملات بین انسان‌ها و انبوهی از عوامل هوش مصنوعی مورد نیاز خواهد بود.
- همسویی و ایمنی: نادلا بر اهمیت همسویی و ایمنی هوش مصنوعی تأکید می‌کند و بر نیاز به چارچوب‌های قانونی و اجتماعی برای حاکمیت بر استقرار سیستم‌های هوش مصنوعی به طور فزاینده قدرتمند تأکید می‌کند. او معتقد است که مجوز و اعتماد اجتماعی برای پذیرش گسترده هوش مصنوعی بسیار مهم خواهد بود. او پیشنهاد می‌کند که بر فضای کنش این هوش‌های مصنوعی و محل استقرار کدهای مستقر شده توسط هوش‌های مصنوعی تمرکز شود.
- هوش مصنوعی عمومی (AGI) و کار شناختی: نادلا دیدگاه ظریفی را در مورد مفهوم هوش مصنوعی عمومی (AGI) بیان می‌کند و پیشنهاد می‌کند که تعریف “کار شناختی” دائماً در حال تکامل است. او استدلال می‌کند که در حالی که هوش مصنوعی ممکن است اشکال فعلی کار شناختی را خودکار کند، اشکال جدیدی از کار شناختی را نیز ایجاد خواهد کرد.
- تحقیق و نوآوری بلندمدت: نادلا بر تعهد مایکروسافت به تحقیقات بلندمدت، که با سرمایه‌گذاری 17 ساله در پروژه Majorana به نمایش گذاشته شده است، تأکید می‌کند. او بر اهمیت فرهنگی که ریسک‌پذیری و دیدگاه بلندمدت را در پیشبرد نوآوری‌های فناوری در بر می‌گیرد، تأکید می‌کند.
- “تأسیس مجدد” مایکروسافت: نادلا مفهوم “تأسیس مجدد” را به عنوان کلید تداوم ارتباط مایکروسافت در طول تاریخ 50 ساله خود مورد بحث قرار می‌دهد. او بر نیاز به چالش مداوم فرضیات و انطباق با چشم‌اندازهای فناوری در حال تغییر تأکید می‌کند.
به طور خلاصه، دستاوردهای دوگانه مایکروسافت در محاسبات کوانتومی و هوش مصنوعی نشان‌دهنده لحظه محوری در پیشرفت فناوری است. این تحولات نه تنها نویدبخش ایجاد انقلاب در صنایع خاص هستند، بلکه سؤالات اساسی را در مورد آینده کار، اقتصاد و رابطه بین انسان‌ها و ماشین‌های به طور فزاینده هوشمند مطرح می‌کنند. چشم‌انداز بلندمدت مایکروسافت، همراه با تعهد آن به توسعه و استقرار مسئولانه، این شرکت را در خط مقدم شکل‌دهی این عصر تحول‌آفرین قرار می‌دهد.
