未来五大科技将改变人类生活

3月,2018年度世界级科技大会(IBM)在美国拉斯维加斯举行,除了展示目前世界上最小的电子计算机——容纳近100万个晶体管、大小与粗盐粒相仿、运算能力等同于上世纪90年代的x86位计算机,还预测改变人类未来生活的5项新技术,分别是加密锚和区块链技术、格密码技术、人工智能机器人显微镜技术、“零偏见”人工智能技术以及量子计算机技术。

这五项黑科技将怎样改变人类生活呢?让我们来逐一解读。

显微镜网络实时观测水体环境

水是人类生存至关重要的自然资源之一,但据联合国统计,全球目前约有11亿人生活缺水,这一数字还在不断增加。在开源难以解决的情况下,如何监测水域、保证水质便显得尤为重要。各国科学家为了监控各大水体的实施情况、检测水中的特定化学物质和环境条件,在江河湖泊投放了数以万计的传感器,但这仍不能保证获得水体实时基础数据,如传感器偶尔会错过流入水体的入侵物种和新的化学物质。同时这只能针对陆地内的水域,对于覆盖地球表面70%的海洋,传感器仿佛蚍蜉之于大树,更是毫无办法。

IBM正在研制构建小型3D显微镜网络,这一系统监测对象并不是水,而是水中的浮游生物。浮游生物是水体健康的天然检测器,该系统一方面能够通过其行为获得水域的细微变化,另一方面也能为浮游生物自然栖息地的科学研究提供数据。小型自主显微镜不是传统印象中的显微镜的微缩版,它没有镜头,其成像依靠微型芯片,可以捕捉浮游生物在芯片上游动的阴影,生成生物样本。

目前,该小型自主显微镜可以在水中识别不同浮游生物物种并跟踪其三维运动,这些数据能够有效帮助研究人员应对从温度到石油泄漏等造成的水体变化,借此可以轻松预测相应灾害如赤潮等。

人工智能助力客观决策

在大多数人眼中,智能机器人总是机械式的甚至是冷冰冰的,能够客观、公正、冷静地判断、处理各色事务,并可以基于真相地学习外界内容。

但事实上,智能机器人也有人类的“情感”。此前,美国研发的一款颜值测评软件。人们使用后普遍发现,它对白种人测评分数更高,亚洲面孔分数偏低,黑色肤色甚至无法识别,引发了对软件是否存在种族歧视的讨论和抨击。另一个聊天机器人Tay拥有在同人类交互中学习的能力,在微软将其上线不到24小时内,便因为社区用户在同它交互过程中不断表达歧视性言论,最终变成一个攻击性极强的种族主义者而被微软关闭。再一个便是人们经常浏览的微博,微博智能推送并不会将用户关注列表中的每日更新按照时间线逐一排列,而是更倾向于将用户喜欢的内容优先推送。

IBM 正在研发一种方法来减少训练数据集中可能存在的偏见,这样利用该数据集进行学习的AI 算法就能尽量保持公平。IBM科学家还设计了一种方法来测试 AI 系统,即使没有训练数据也可以使用。这项研究提议设立一个独立的偏见评分系统来确定AI系统的公平性。AI的最终用户能根据每个系统的偏见水平来确定它的可信度。

这样一个“零偏见”人工智能系统可以帮助人类指出偏向性,从而让我们采取更公正或平等的观点,同时在认识到偏见和向人工智能系统教授人类共同价值观后有可能进一步改善自己。

全新一代抗量子加密技术

从实体到电子数据流,实时的数据交互给人类的生产、生活带来极大便利同时,也为非法窃取信息的黑客提供了方便之门。

有项统计显示,2016年有超过40亿条数据被非法盗取,每条数据的保险费估价在158美元左右。而日前发布的《中国互联网站发展状况及其安全报告(2018)》显示,2017年我国境内被篡改的网站数量为20111个(去重后),较2016年增长20.0%。在网站漏洞方面,高危漏洞数量占比显著增加,已达到新增漏洞的35.2%。同时,网站安全受境外安全风险影响的程度正在逐渐升高IBM研究人员正在开发一种新的加密方法,该方法建立在称为网格加密的基础架构之上,该架构将数据隐藏在称为格的复杂数学问题(代数结构)中,不仅可以阻止未来的量子计算机,也是另一种被称为全同态加密(FHE)的加密技术的基础,允许在不解密数据的情况下对数据进行分析和访问,解决了信息在解密阶段被黑客获取的问题。例如,消费者信用报告机构可以在不解密个人数据的情况下分析和产生信用评分。初级保健医生可以与专家,实验室或基因组学研究人员和制药公司共享患者医疗记录,使每一方都能够访问相关数据,而无需透露患者的身份。

数字指纹破解假冒伪劣

自比特币产生以来,经历了跌宕起伏式发展,今天已成为不可忽视的经济新体系,其依赖的技术便是区块链。从1.0到3.0,区块链技术逐渐应用到各个行业中,日益成为最热门的科学概念和投资概念。

区块链是基于网络的数据库存储系统,通俗地讲便是分布式的公共账本。它有别于传统依据中心思想构建起来的体系,最显著的特点是“去中心”。运用区块链可使传统网络购物流程大大简化、避免第三方平台的中介:顾客选定商品、提交订单,钱款进入商家账户,向全区块播报信息;商家处理订单、发货,向全区块播报信息;顾客确认收货,向全区块播报,交易完成。交易中的所有信息将被区块链的每一个节点验证、记录、监督,避免了流程中的信息造假。

据统计,假冒伪劣产品每年使全球经济损失超过6000亿美元,甚至在部分国家的医药领域,70%以上高效药物都是假药。区块链技术引入后,由多个国家的数十个供应商组成的区块链,可以保证在任何环节假冒伪劣产品都无法进入产品流通渠道。但是区块链无法防止源头性造假,这就需要加密锚技术的帮助。加密锚则是一种防篡改数字指纹技术,可以嵌入到产品或者产品的某一部分内,通过加密锚和区块链的结合可以对产品进行溯源性真伪验证,避免假冒伪劣带来的高昂损失。

量子计算机将成主流

IBM认为,随着人们对量子技术的不断深入了解,未来五年量子计算机将走出实验室,并触及每个行业和领域,解决曾经无法解决的难题。目前,IBM已经通过量子计算机成功模拟出氢化铍(BeH2) 中的原子键合,这是通过量子计算机模拟出来的最复杂的分子。

人们当下使用的计算机被称为经典计算机,同一时间只能进行0或者1的运算,而量子计算机能依据量子逻辑同时处于0和1两种状态,拥有更强的计算能力。传统经典计算机虽然创造了诸多惊人且伟大的东西,但仍有诸多问题无法快速解决,这些问题通常涉及到较庞大的变量,如大规模优化或者化学模拟。量子计算机便可完美破解这一问题。

传统计算机的信息量单位是“比特”,量子计算机为“量子比特”。一台50量子比特的量子计算机,在特定问题上的计算能力可以超过目前世界上计算能力最强的“神威·太湖之光”。


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