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人脑就是现成的量子计算机,未来人人可以共享自己的“闲置脑力”
来源:优酷鸿观   发布者:ailsa   日期:2017-12-04  

 近日,IBM宣布成功开发50量子比特计算机原型机,并称将在2017年底通过云计算平台,让一台20个量子比特的量子计算机面向付费用户开放。

为什么我们需要量子计算机呢?简单地讲,因为它快。它最大的优势在于量子并行性和量子叠加态的性质,可以在一些问题上以多项式时间处理传统计算机需要指数时间处理的问题,比如大数分解(Shor算法)或数据库搜索(Grover搜索算法)。据中新网报道,使用亿亿次的“天河二号”超级计算机求解一个亿亿亿变量的方程组,所需时间为100年。而使用一台万亿次的量子计算机求解同一个方程组,仅需0.01秒。

不过虽然量子计算机的优点很多,但距离真正走进我们的日常生活,还有很长的路要走。最大的障碍就是它的成本。根据2017年的数据,5量子比特级别的量子计算机,造价也在千万美元以上,即使按照摩尔定律,10年后的价格也会在30万美元以上,更何况这种性能的计算机距离实用同样有遥远的距离。业界预测,要造出真正有商用价值(且不计成本)的量子计算机,还需要10-20年。

这么看起来,量子计算机虽然高大上,但却有些镜中花水中月的意味。有没有什么更现实可行并且便宜的方法吗?我们今天一起来开下脑洞,不如思考一下,用脑机接口,把人脑这个现成的计算机利用起来,是不是价格便宜量又足呢?

首先,我们知道,人脑大概有上千亿个神经元,有240万亿个突触,这不就是现成的量子计算机吗?而且和电脑比起来,它还十分的节能。不管是传统硅芯片的电脑,还是量子计算机,人脑的功耗都要低得多,只要20-25瓦就够了,一台超级计算机要耗多少能量?不可能比一个灯泡还低吧?

人脑作为量子计算机最大的好处是什么呢?便宜。全球70亿人,假设有万分之一的人,它的大脑有作为计算机的潜力,这个基数是多少?70万人,和仅有个位数的超级电脑或者量子计算机比起来,只要价钱合适,为什么不顺手挣点外快呢?什么时间挣?晚上睡觉时。

人晚上睡觉的时候,能量的消耗几户和白天一样。虽然大脑看上去在人类睡眠时“啥也没干”,但实际上,它们似乎很热衷“瞎忙”,休息或睡觉的时候,大脑以葡萄糖的形式消耗能源的速度,与脑力劳动或体力劳动时的速度相同,产生大量没用的电“噪声”。所以与其让大脑“闲置”,不如动起来为人类发展“共享”自己的一份力量。

那要怎么“共享”自己的“脑力”呢?这就要通过脑机接口。通过一种装置,搭配一套软件算法,可以把我们需要计算的问题,“翻译”成大脑能够处理的“信号”,这套装置将这组信号输入人的大脑,再将大脑处理过后产生的结果输出,“翻译”回我们能理解的语言。

通过这组机制,理论上每个人都可以上传、共享自己闲置的脑力。不过由于每个人有不同的知识结构,所以“运算能力”也不同,可以换取的“租金”也就有所区别。比如埃隆·马斯克的闲置脑力可以卖到十万元/小时,一个普通人的脑力可能只能卖一百元/小时。

另外,对一个复杂的问题,可以用分工原理拆解成多个问题来计算。让相关领域的专家只负责处理自己最擅长领域的问题,最后再将各个“答案”拼接在一起,形成最后的结果。

不过,如果脑机接口允许人脑下载某些“应用软件”来实现特殊的计算功能,那人脑之间的差价将被减小。不过这涉及到更深层次的道德伦理问题,比如你的大脑被“安装”了某个新的软件,获得了新的知识,那算不算一种“洗脑”?你还是你吗?法律和道德要进化到允许“下载”的程度,可能还需要更长的时间。相对而言,只是“共享”我的闲置“脑力”,这和出卖劳动力并没有本质区别,应当更容易被社会主流价值观所接受。

当然,也有科研假说认为,夜间人类睡眠时,大脑白天产生的代谢废物,会被一个新发现的系统——胶质淋巴系统——带走排出,使大脑能保持健康。所以即使技术、法律上允许共享限制脑力,那也应该做出限制,比如每天不能超过几个小时,确保人的正常生活不受影响。至于具体的标准,还需要更多科研数据的支撑。

要实现这种设想,主要困难有两个:1.脑机接口硬件。2.设计一种软件算法,让大脑运算特定的问题,输出需要的答案。因为人脑和量子计算的基本原理,现在人类都还没有彻底搞清,还有大量的误差问题需要解决,其次还有计算速度、带宽等方面的问题等。

这个过程会比较漫长,现在才刚起步,需要的技术预研积淀才刚开始,整个过程需要的资金量也难以估算。埃隆·马斯克虽然已经成立了脑机接口公司Neuralink,但光靠他单打独斗,恐怕前景并不乐观。这项技术所需的资金,应该不会少于探索太空技术的预算,肯定要比SpaceX和Tesla更烧钱。要靠单独一家公司,即使是谷歌这种级别的巨无霸恐怕也吃不消,而且只走一条技术路径的技术风险也太高,同时探索多种可能性才是稳妥的,但这相应的也需要更多的资金。

所以现在看,除了科技巨头自己搞,也还需要更多家规模小但更专业的科研公司齐头并进,再由巨头们自己判断开发前景进行投资,有了成果也可以再收购。当然也可以多家公司组成投融资平台,风险共担,利益共享。这些更丰富的生态可能会是更高效而现实的。产学研+资本的组合,会是一个较健康的结构。吸引更多企业参与,大家研究的方向有别,虽然大部分都会倒下,但最后总会剩下几家成功企业。当然,虽然风险大,但预期回报也会是巨大的。

说到最后,我还想再提一个问题,就是人类的进步,究竟是向大自然学习更有效率呢?还是要以超越大自然为目标呢?比如我们想要实现“飞天”的梦想,最终靠的不是更有力的肌肉和翅膀,而是空气力学、机翼、螺旋桨和喷气发动机,当然,这个过程中间,我们也向大自然学习了很多,比如中空的骨骼结构、雷达(声呐)等。

有一种观点认为,大脑在进化过程中,变得越来越复杂,但这个过程相当于是不断增加功能,因为大脑不能进行“清零”,不能重新优化设计,所以原有的功能还都保留着,也就是现在的大脑,等于有很多用不上的冗余部分。当然,这种观点忽略了自然选择,既然人能把尾巴进化掉,为什么不能把大脑当中的冗余进化掉呢?

不过这个问题仍有其意义。人类最终能否通过技术的进步,设计出一种比大脑更高效且容错的机制呢?大自然没有进化出“轮子”,但很明显,当人类能改造外部环境(修路)之后,轮子的效率要比四条腿高。那么为什么人类不能设计出一套大脑领域的“轮子”来呢?碳基也好硅基也罢,这种可能性是存在的。

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