Microsoft har nylig kunngjort to banebrytende fremskritt, som markerer et betydelig sprang fremover innen kvantedatabehandling og kunstig intelligens. Disse utviklingene, som er beskrevet i separate publikasjoner i Nature, lover å omforme industrier, akselerere vitenskapelige oppdagelser og redefinere selve databehandlingens og digitale interaksjoners natur. De samtidige kunngjøringene, den ene omhandler materialiseringen av en flere tiår gammel teoretisk partikkel og den andre om opprettelsen av realistiske, AI-genererte spillverdener, understreker Microsofts forpliktelse til å flytte grensene for teknologisk innovasjon.
Majorana 1: Den topologiske kvantebiten og begynnelsen på skalerbar kvantedatabehandling
Hjertet i Microsofts gjennombrudd innen kvantedatabehandling er skapelsen og kontrollen av Majorana-partikkelen, en kvasipartikkel som ble teoretisert på 1930-tallet, men aldri definitivt observert før nå. Denne prestasjonen, kulminasjonen av et 17-årig forskningsprogram (et av Microsofts lengstlevende), representerer et fundamentalt fysikk-gjennombrudd som legger grunnlaget for en ny arkitektur innen kvantedatabehandling.
Problemet kvantedatabehandling står overfor i dag, er at industrien har slitt med å gjøre kvantebiter pålitelige og motstandsdyktige mot støy. Opprettelsen av Majorana muliggjør opprettelsen av en topokonduktor. Denne nye typen halvleder, som også fungerer som en superleder, muliggjør byggingen av en ny grunnleggende arkitektur som kan skaleres til millioner av kvantebiter på en brikke, alt i håndflaten din.
- Betydningen av Majorana-partikler: Majorana-partikler er unike fordi de er sine egne antipartikler. Dette betyr at to Majorana-partikler enten kan annihilere hverandre (resulterer i en nulltilstand) eller kombinere seg for å danne et enkelt elektron (en én-tilstand). Denne iboende stabiliteten og dualiteten gjør dem til ideelle kandidater for å bygge robuste og kontrollerbare kvantebiter, de grunnleggende byggesteinene i kvantecomputere.
- Topologiske kvantebiter og den topologiske kjernen: Microsofts team har utnyttet de unike egenskapene til Majorana-partikler for å skape «topologiske kvantebiter». Disse kvantebitene er karakterisert ved deres:
- Pålitelighet: Den topologiske naturen til disse kvantebitene gir iboende beskyttelse mot støy, en stor hindring i tradisjonelle tilnærminger til kvantedatabehandling.
- Liten størrelse: Topologiske kvantebiter kan være betydelig mindre enn andre typer kvantebiter, noe som muliggjør en massiv økning i kvantebittetetthet på en enkelt brikke.
- Kontrollerbarhet: Til tross for deres stabilitet, forblir topologiske kvantebiter svært kontrollerbare, noe som muliggjør de komplekse manipulasjonene som kreves for kvanteberegning.
Denne nye arkitekturen som brukes til å utvikle Majorana 1-prosessoren, tilbyr en klar vei for å få plass til en million kvantebiter på en enkelt brikke som kan passe i håndflaten, sa Microsoft. Dette er en nødvendig terskel for at kvantecomputere skal kunne levere transformative løsninger i den virkelige verden – som å bryte ned mikroplast til ufarlige biprodukter eller oppfinne selvhelbredende materialer for konstruksjon, produksjon eller helsevesen. Alle verdens nåværende datamaskiner som opererer sammen, kan ikke gjøre det en kvantecomputer med en million kvantebiter vil være i stand til å gjøre.
- Implikasjoner for vitenskapelige oppdagelser: En skalert kvantecomputer basert på Majorana 1-arkitekturen har potensial til å revolusjonere felt som er avhengige av komplekse simuleringer, slik som:
- Materialvitenskap: Designe nye materialer med spesifikke egenskaper (f.eks. superledere, avanserte batterier) uten behov for omfattende prøving og feiling.
- Medikamentutvikling: Modellere oppførselen til molekyler og proteiner nøyaktig for å akselerere utviklingen av nye medisiner og terapier.
- Fundamentalfysikk: Utforske komplekse kvantefenomener og utdype vår forståelse av den naturlige verden.
- Tidslinje: Mens fysikk- og fabrikasjonsgjennombruddene er fullført, er utviklingen av en fullt feiltolerant kvantecomputer basert på Majorana 1 prosjektert til slutten av 2020-tallet (rundt 2027-2029). De neste trinnene innebærer å integrere disse nye portene i en fungerende kvantecomputer.
- Programvare/maskinvare-separasjon. Microsoft utvikler sin programvarestakk separat og har demonstrert 24 logiske kvantebiter på nøytral atom- og ionefelle-kvantecomputere, og viser frem fremskritt innen feilretting.
Muse: AI-genererte spillverdener og fremtiden for interaktive opplevelser
Microsofts andre store kunngjøring dreier seg om «Muse», en ny AI-modell designet for å generere hele spillverdener basert på spilldata. Denne «verdenshandlingsmodellen» eller «menneskelig handlingsmodell» utnytter de enorme datasett som genereres av Microsofts spillstudioer for å skape konsistente, mangfoldige og brukermodifiserbare spillmiljøer.
- Nøkkelfunksjoner ved Muse:
- Konsistens: De genererte spillverdenene opprettholder en konsistent intern logikk, som sikrer at handlinger og interaksjoner i spillmiljøet oppfører seg realistisk.
- Mangfold: Muse kan generere et bredt spekter av spillmiljøer og scenarier, og tilbyr en rik og variert opplevelse for spillere.
- Brukermodifiserbarhet: De genererte verdenene er persistente for brukermodifikasjoner, slik at spillerne kan tilpasse og forme sine spillopplevelser.
- Sanntidsgenerering: Muse kan generere spillinnhold i sanntid og responderer dynamisk på spillerinput. Dette ble demonstrert ved bruk av en Xbox-kontroller, der modellen genererte output basert på kontrollerens input samtidig som den opprettholdt konsistens med spillets regler.
- Implikasjoner for spill og mer:
- Revolusjonerer spillutvikling: Muse har potensial til å dramatisk akselerere og forenkle spillutviklingsprosessen, slik at mindre studioer kan skape spill av AAA-kvalitet. Det kan også føre til nye former for fremvoksende spilling og dynamisk historiefortelling.
- Generelle handlings- og verdensmodeller: Utover spill kan teknologien bak Muse brukes til å lage generelle handlings- og verdensmodeller, med potensielle bruksområder innen robotikk, simulering og andre felt.
- Dataressurs: Microsofts omfattende spilldata, akkumulert gjennom oppkjøp og investeringer i spillindustrien, gir et unikt fortrinn i trening av modeller som Muse, analogt med YouTubes datafortrinn for Google.
Den bredere konteksten: AI, økonomisk vekst og samfunnsmessig innvirkning
Samtalen med Microsofts administrerende direktør Satya Nadella strekker seg utover de spesifikke tekniske gjennombruddene og berører de bredere implikasjonene av AI og kvantedatabehandling for økonomien og samfunnet. Viktige temaer inkluderer:
- AI og økonomisk vekst: Nadella understreker potensialet for AI til å drive betydelig økonomisk vekst, potensielt øke globale BNP-vekstrater til nivåer som minner om den industrielle revolusjonen (f.eks. 7-10 % inflasjonsjustert vekst). Han understreker at det virkelige målet på AIs suksess vil være dens innvirkning på den samlede økonomiske produktiviteten, ikke bare teknologiske milepæler.
- Hyperskala databehandling og AI: Microsofts Azure-skyplattform er posisjonert som en nøkkelenabler for AI-revolusjonen, og gir de massive databehandlingsressursene som trengs for trening og distribusjon av store AI-modeller. Nadella fremhever den økende etterspørselen etter databehandlingsinfrastruktur, drevet av både trening og inferens (sanntidsbruk) av AI-modeller.
- Jevons paradoks og AI: Nadella diskuterer Jevons paradoks i sammenheng med AI, og bemerker at etter hvert som AI blir billigere og kraftigere, vil etterspørselen etter dens evner sannsynligvis øke eksponentielt. Dette antyder at fokuset bør være på både å forbedre AIs intelligens og redusere kostnadene.
- Distribusjonsutfordringer og endringsledelse: Nadella erkjenner at distribusjonen av AI i den virkelige verden vil innebære betydelige utfordringer, spesielt når det gjelder endringsledelse og prosessomdesign i organisasjoner. Han trekker en analogi til introduksjonen av regneark og e-post, som fundamentalt endret forretningsprosesser.
- Fremtidens arbeid og AI-agenter: Nadella ser for seg en fremtid der AI-agenter blir integrert i kunnskapsarbeid og fungerer som samarbeidspartnere og assistenter. Han beskriver et nytt «agent manager»-grensesnitt som vil være nødvendig for å håndtere samspillet mellom mennesker og en mengde AI-agenter.
- Justering og sikkerhet: Nadella understreker viktigheten av AI-justering og -sikkerhet, og fremhever behovet for juridiske og samfunnsmessige rammeverk for å styre distribusjonen av stadig kraftigere AI-systemer. Han mener at samfunnsmessig tillatelse og tillit vil være avgjørende for den utbredte bruken av AI. Han foreslår å fokusere på handlingsrommet til disse AI-ene, og hvor kode distribuert av AI-ene distribueres.
- AGI og kognitivt arbeid: Nadella uttrykker et nyansert syn på konseptet kunstig generell intelligens (AGI), og antyder at definisjonen av «kognitivt arbeid» er i stadig utvikling. Han argumenterer for at selv om AI kan automatisere nåværende former for kognitivt arbeid, vil det også skape nye former for kognitivt arbeid.
- Langsiktig forskning og innovasjon: Nadella fremhever Microsofts forpliktelse til langsiktig forskning, eksemplifisert ved den 17 år lange investeringen i Majorana-prosjektet. Han understreker viktigheten av en kultur som omfavner risikotaking og et langsiktig perspektiv for å drive teknologisk innovasjon.
- «Gjenopprettelsen» av Microsoft: Nadella diskuterer konseptet «gjenopprettelse» som en nøkkel til Microsofts fortsatte relevans over sin 50-årige historie. Han understreker behovet for kontinuerlig å utfordre antakelser og tilpasse seg skiftende teknologiske landskap.
Oppsummert representerer Microsofts doble gjennombrudd innen kvantedatabehandling og AI et avgjørende øyeblikk i teknologisk fremskritt. Disse utviklingene lover ikke bare å revolusjonere spesifikke industrier, men reiser også grunnleggende spørsmål om fremtidens arbeid, økonomien og forholdet mellom mennesker og stadig mer intelligente maskiner. Microsofts langsiktige visjon, kombinert med selskapets forpliktelse til ansvarlig utvikling og distribusjon, posisjonerer selskapet i forkant av å forme denne transformative æraen.
