Spoločnosť Microsoft nedávno oznámila dva prelomové objavy, ktoré predstavujú významný krok vpred v oblasti kvantových počítačov a umelej inteligencie. Tieto objavy, podrobne opísané v samostatných publikáciách v časopise Nature, sľubujú pretvorenie priemyselných odvetví, urýchlenie vedeckých objavov a predefinovanie samotnej podstaty výpočtovej techniky a digitálnej interakcie. Súčasné oznámenia, jedno o materializácii desaťročia starej teoretickej častice a druhé o vytvorení realistických, umelou inteligenciou generovaných herných svetov, zdôrazňujú záväzok spoločnosti Microsoft posúvať hranice technologických inovácií.
Majorana 1: Topologický qubit a úsvit škálovateľných kvantových počítačov
Ústredným bodom prelomového objavu spoločnosti Microsoft v oblasti kvantových počítačov je vytvorenie a ovládanie častice Majorana, kvázičastice teoreticky predpovedanej v 30. rokoch 20. storočia, ktorá však bola definitívne pozorovaná až teraz. Tento úspech, ktorý je vyvrcholením 17-ročného výskumného programu (jedného z najdlhšie trvajúcich programov spoločnosti Microsoft), predstavuje zásadný prelom v oblasti fyziky, ktorý položil základy pre novú architektúru kvantových počítačov.
Problém, ktorému kvantové počítače dnes čelia, je, že sa odvetvie usiluje o to, aby boli qubity spoľahlivé a odolné voči šumu. Vytvorenie častice Majorana umožňuje vytvorenie topovodiča. Tento nový typ polovodiča funguje aj ako supravodič, čo umožňuje vybudovanie novej základnej architektúry, ktorá sa dá škálovať na milióny qubitov na jednom čipe, pričom sa všetko zmestí do dlane.
- Význam častíc Majorana: Častice Majorana sú jedinečné, pretože sú samy sebe antičasticami. To znamená, že dve častice Majorana sa môžu buď navzájom anihilovať (čo vedie k nulovému stavu), alebo sa spojiť a vytvoriť jeden elektrón (stav jedna). Táto inherentná stabilita a dualita z nich robia ideálnych kandidátov na budovanie robustných a ovládateľných qubitov, základných stavebných blokov kvantových počítačov.
- Topologické qubity a topologické jadro: Tím spoločnosti Microsoft využil jedinečné vlastnosti častíc Majorana na vytvorenie „topologických qubitov“. Tieto qubity sa vyznačujú:
- Spoľahlivosťou: Topologická povaha týchto qubitov poskytuje inherentnú ochranu pred šumom, čo je hlavná prekážka v tradičných prístupoch ku kvantovým počítačom.
- Malými rozmermi: Topologické qubity môžu byť výrazne menšie ako iné typy qubitov, čo umožňuje masívne zvýšenie hustoty qubitov na jednom čipe.
- Ovládateľnosťou: Napriek svojej stabilite zostávajú topologické qubity vysoko ovládateľné, čo umožňuje zložité manipulácie potrebné pre kvantové výpočty.
Táto nová architektúra použitá na vývoj procesora Majorana 1 ponúka jasnú cestu k umiestneniu milióna qubitov na jediný čip, ktorý sa zmestí do dlane, uviedla spoločnosť Microsoft. To je potrebná hranica pre kvantové počítače, aby mohli prinášať transformačné riešenia v reálnom svete – ako napríklad rozklad mikroplastov na neškodné vedľajšie produkty alebo vynájdenie samoliečiacich sa materiálov pre stavebníctvo, výrobu alebo zdravotníctvo. Všetky súčasné počítače na svete spolu nedokážu to, čo dokáže kvantový počítač s miliónom qubitov.
- Implikácie pre vedecké objavy: Škálovateľný kvantový počítač založený na architektúre Majorana 1 má potenciál revolučne zmeniť oblasti, ktoré sa spoliehajú na zložité simulácie, ako napríklad:
- Materiálová veda: Navrhovanie nových materiálov so špecifickými vlastnosťami (napr. supravodiče, pokročilé batérie) bez potreby rozsiahleho experimentovania metódou pokus-omyl.
- Objavovanie liekov: Presné modelovanie správania molekúl a proteínov na urýchlenie vývoja nových liekov a terapií.
- Základná fyzika: Skúmanie zložitých kvantových javov a prehĺbenie nášho chápania prírodného sveta.
- Časový plán: Hoci sú prelomové objavy v oblasti fyziky a výroby dokončené, vývoj plne bezchybného kvantového počítača založeného na Majorana 1 sa predpokladá na koniec 20. rokov 21. storočia (približne 2027 – 2029). Ďalšie kroky zahŕňajú integráciu týchto nových hradiel do funkčného kvantového počítača.
- Oddelenie softvéru/hardvéru. Spoločnosť Microsoft vyvíja svoj softvérový balík samostatne a demonštrovala 24 logických qubitov na kvantových počítačoch s neutrálnymi atómami a iónovými pascami, čím poukázala na pokrok v korekcii chýb.
Muse: Umelou inteligenciou generované herné svety a budúcnosť interaktívnych zážitkov
Druhý významný objav spoločnosti Microsoft sa zameriava na „Muse“, nový model umelej inteligencie navrhnutý na generovanie celých herných svetov na základe herných dát. Tento „model akcie sveta“ alebo „model ľudskej akcie“ využíva rozsiahle súbory dát generované hernými štúdiami spoločnosti Microsoft na vytváranie konzistentných, rôznorodých a používateľsky modifikovateľných herných prostredí.
- Kľúčové vlastnosti modelu Muse:
- Konzistentnosť: Generované herné svety si zachovávajú konzistentnú vnútornú logiku, čím sa zabezpečuje, že akcie a interakcie v hernom prostredí sa správajú realisticky.
- Rôznorodosť: Muse dokáže generovať širokú škálu herných prostredí a scenárov, čím ponúka hráčom bohatý a rozmanitý zážitok.
- Používateľská modifikovateľnosť: Generované svety sú trvalé voči používateľským modifikáciám, čo hráčom umožňuje prispôsobiť si a formovať svoje herné zážitky.
- Generovanie v reálnom čase: Muse dokáže generovať herný obsah v reálnom čase a dynamicky reagovať na vstupy hráča. To bolo demonštrované pomocou ovládača Xbox, kde model generoval výstup na základe vstupu ovládača pri zachovaní konzistentnosti s pravidlami hry.
- Implikácie pre hranie hier a nielen preň:
- Revolúcia vo vývoji hier: Muse má potenciál dramaticky urýchliť a zjednodušiť proces vývoja hier, čo menším štúdiám umožní vytvárať hry v kvalite AAA. Mohlo by to tiež viesť k novým formám emergentného hrania a dynamického rozprávania príbehov.
- Všeobecné modely akcií a sveta: Technológia, ktorá stojí za modelom Muse, by sa okrem hrania hier dala použiť na vytváranie všeobecných modelov akcií a sveta s potenciálnym využitím v robotike, simuláciách a iných oblastiach.
- Dátové aktívum: Rozsiahle herné dáta spoločnosti Microsoft, zhromaždené prostredníctvom akvizícií a investícií do herného priemyslu, poskytujú jedinečnú výhodu pri trénovaní modelov, ako je Muse, analogicky k dátovej výhode YouTube pre spoločnosť Google.
Širší kontext: Umelá inteligencia, hospodársky rast a spoločenský dopad
Rozhovor s generálnym riaditeľom spoločnosti Microsoft Satyom Nadellom presahuje rámec konkrétnych technických prelomov a dotýka sa širších dôsledkov umelej inteligencie a kvantových počítačov pre hospodárstvo a spoločnosť. Medzi kľúčové témy patria:
- Umelá inteligencia a hospodársky rast: Nadella zdôrazňuje potenciál umelej inteligencie na podporu výrazného hospodárskeho rastu, ktorý by mohol zvýšiť globálne tempo rastu HDP na úroveň pripomínajúcu priemyselnú revolúciu (napr. rast o 7 – 10 % upravený o infláciu). Zdôrazňuje, že skutočným meradlom úspechu umelej inteligencie bude jej vplyv na celkovú hospodársku produktivitu, a nie len technologické míľniky.
- Hyperscale computing a umelá inteligencia: Cloudová platforma Microsoft Azure je postavená ako kľúčový nástroj umožňujúci revolúciu umelej inteligencie, ktorý poskytuje rozsiahle výpočtové zdroje potrebné na trénovanie a nasadzovanie rozsiahlych modelov umelej inteligencie. Nadella zdôrazňuje rastúci dopyt po výpočtovej infraštruktúre, ktorý je poháňaný trénovaním aj inferenciou (používaním v reálnom čase) modelov umelej inteligencie.
- Jevonsov paradox a umelá inteligencia: Nadella diskutuje o Jevonsovom paradoxe v kontexte umelej inteligencie a poznamenáva, že keďže sa umelá inteligencia stáva lacnejšou a výkonnejšou, dopyt po jej schopnostiach sa pravdepodobne exponenciálne zvýši. Z toho vyplýva, že by sa mali zamerať na zlepšovanie inteligencie umelej inteligencie aj na znižovanie jej nákladov.
- Výzvy pri nasadzovaní a riadenie zmien: Nadella uznáva, že nasadzovanie umelej inteligencie v reálnom svete bude zahŕňať značné výzvy, najmä z hľadiska riadenia zmien a prepracovania procesov v rámci organizácií. Poukazuje na analógiu so zavedením tabuľkových procesorov a e-mailov, ktoré zásadne zmenili obchodné procesy.
- Budúcnosť práce a agenti umelej inteligencie: Nadella si predstavuje budúcnosť, v ktorej sa agenti umelej inteligencie stanú neoddeliteľnou súčasťou práce s vedomosťami a budú pôsobiť ako spolupracovníci a asistenti. Opisuje nové rozhranie „manažéra agentov“, ktoré bude potrebné na riadenie interakcií medzi ľuďmi a množstvom agentov umelej inteligencie.
- Zosúladenie a bezpečnosť: Nadella zdôrazňuje dôležitosť zosúladenia a bezpečnosti umelej inteligencie a zdôrazňuje potrebu právnych a spoločenských rámcov na riadenie nasadzovania čoraz výkonnejších systémov umelej inteligencie. Verí, že spoločenský súhlas a dôvera budú kľúčové pre rozsiahle prijatie umelej inteligencie. Navrhuje zamerať sa na akčný priestor týchto umelých inteligencií a na to, kam sa nasadzuje kód nasadený umelými inteligenciami.
- AGI a kognitívna práca: Nadella vyjadruje diferencovaný pohľad na koncept umelej všeobecnej inteligencie (AGI) a naznačuje, že definícia „kognitívnej práce“ sa neustále vyvíja. Argumentuje tým, že hoci umelá inteligencia môže automatizovať súčasné formy kognitívnej práce, zároveň vytvorí nové formy kognitívnej práce.
- Dlhodobý výskum a inovácie: Nadella zdôrazňuje záväzok spoločnosti Microsoft k dlhodobému výskumu, ktorý dokazuje 17-ročná investícia do projektu Majorana. Zdôrazňuje dôležitosť kultúry, ktorá akceptuje riskovanie a dlhodobú perspektívu pri podpore technologických inovácií.
- „Znovuzaloženie“ spoločnosti Microsoft: Nadella hovorí o koncepte „znovuzaloženia“ ako o kľúči k trvalej relevantnosti spoločnosti Microsoft počas jej 50-ročnej histórie. Zdôrazňuje potrebu neustále spochybňovať predpoklady a prispôsobovať sa meniacemu sa technologickému prostrediu.
Stručne povedané, prelomové objavy spoločnosti Microsoft v oblasti kvantových počítačov a umelej inteligencie predstavujú kľúčový moment v technologickom pokroku. Tieto objavy nielenže sľubujú revolúciu v konkrétnych priemyselných odvetviach, ale tiež nastoľujú zásadné otázky o budúcnosti práce, hospodárstva a vzťahu medzi ľuďmi a čoraz inteligentnejšími strojmi. Dlhodobá vízia spoločnosti Microsoft spolu s jej záväzkom k zodpovednému vývoju a nasadzovaniu stavia spoločnosť do popredia pri formovaní tejto transformatívnej éry.
