Święty graal technologii. Wyjaśniamy, jak zrozumieć to, czego nikt nie rozumie
Niedawno przez media przetoczyło się hasło "kwantowa supremacja". Kryje się za nim ciekawa historia, choć umówmy się - niewielu ludzi na świecie ma umiejętności, by działać w tej branży. Nasz polski wonderkid, dr Przemysław Chojecki z Ulam.ai tłumaczy, jak zrozumieć to, czego nikt nie rozumie.
Rozmowa składa się z dwóch wątków - działania komputera kwantowego i tego, dlaczego przy nim najlepszy nawet superkomputer to kalkulator na sterydach. Drugim wątkiem jest nie do końca inteligentna sztuczna inteligencja - kiedy maszyna zacznie sama rozumować, wciąż poza zrozumieniem człowieka.
Wiesz, że to będzie trudna rozmowa?
Dr Przemysław Chojecki, Ulam.ai: Spokojnie, jestem w miarę przygotowany,
Nie o to chodzi. Przed spotkaniem czytałem książkę w stylu ‘fizyka kwantowa dla opornych’.
(śmiech) Tej konkretnej nie czytałem, ale kojarzę.
Wciąż jestem oporny, choć mniej. Jeszcze masz szansę się wycofać.
Nie, dam radę!
Sam tego chciałeś. Jak działa komputer kwantowy?
Dobra, to zaczynamy. W klasycznych komputerach mamy bity. Działają w systemie dwójkowym – jest zero albo jedynka, w zależności od tego, jak się układają, taką informację komputer przekazuje. Kubit, czyli kwantowy bit, jest bardziej skomplikowany. Bo oprócz tego, że może być zerem lub jedynką, mamy stany superpozycji – gdy kubit jest jednocześnie i zerem i jedynką.
W imieniu moich czytelników wzdycham: o matko.
Nie, spójrz na to z innej strony. Rzut monetą. Ile razy rzucisz, wypadnie ci orzeł lub reszka. A gdyby wylądowała na krawędzi? To właśnie stan superpozycji.
Dr Przemysław Chojecki, Ulam.ai•Fot. natemat.pl
(śmiech) Bo to dopiero początek. Kluczem w komputerach kwantowych jest to, że my nie musimy kubitów ustawiać liniowo.
Co to znaczy?
W klasycznym komputerze bity komunikują się w sposób liniowy. Są niezależne, i ile ich dostawisz, o tyle wzrośnie moc obliczeniowa. Komputery kwantowe korzystają z innego zjawiska, efektu splątania. Jeśli dołożysz ich 10, 20 i więcej, to ostatnie komunikują się z pierwszymi, to kluczowe, wtedy moc obliczeniowa rośnie wykładniczo od liczby kubitów.
A na przykładzie?
Okej, proste zadanie dla komputera – znajdź wyjście z labiryntu w jak najkrótszym czasie. Mamy zatem miejsce startowe, klasyczny komputer podejmuje próbę. Nieudana, druga też, za trzecim znalazł wyjście. Sprawdza każdą możliwość po kolei, ile by ich nie było. Komputer kwantowy analizuje wszystkie możliwości jednocześnie i spośród nich wybiera najlepszą.
Czyli superkomputer to przy nim kalkulator na sterydach.
Tak. Ale na komputerze kwantowym nie włączysz YouTube’a, a na superkomputerze już tak. Kwantowy ma zupełnie inny cel niż szeroko rozumiana rozrywka. Chodzi o optymalizację pewnych problemów i procesów w przemyśle, szczególnie w miejscach, gdzie mamy tyle obliczeń, że komputer sobie nie radzi, trzeba zdać się na intuicję człowieka.
Kiedy intuicja człowieka jest lepsza niż komputer?
Szybsza, niekoniecznie lepsza. Wyobraź sobie, że prowadzisz linię lotniczą. Masz – powiedzmy - siatkę połączeń i 20 samolotów. Jeden z nich się psuje, musisz reorganizować siatkę, a masz na to wąskie okno czasowe, by nie narazić się na konieczność zapłaty odszkodowań swoim pasażerom.
Co wtedy robię?
Zepsuty samolot zastępujesz innym. Ale powstaje efekt domina, bo ten zastępczy samolot zostawił po sobie lukę, którą trzeba wypełnić następnym i następnym. Ścigasz się z czasem i starasz się znaleźć najbardziej optymalny sposób, ale mamy zbyt mało czasu, by komputer dokończył obliczenia. Decyduje człowiek, praktyk, i jego intuicja.
Ile kosztowałaby budowa takiego komputera?
I tu dochodzimy do tego, że jest ich wiele, ale nie ma uniwersalnego. Mówiłem o kubitach, ale nie o tym, jak je modelować, a jest na to wiele sposobów. Światłem, atomami…
Powtórzę: o matko.
Zależnie od metody, koszt się zmniejsza lub zwiększa, coś jest prostsze lub trudniejsze, możliwe na tym etapie lub nie. Przy kilku milionach dolarów jesteś w stanie zbudować coś o mocy kilkudziesięciu kubitów.
O co chodziło z tą „kwantową supremacją”, którą niedawno ogłosił Google?
Nie wnikając w mocno techniczne szczegóły, wzięli na warsztat pewien skomplikowany problem matematyczny i udało im się w jednym wycinku ten problem rozwiązać, co na komputerze IBM zajęłoby 15 tys. lat. IBM, oczywiście, poczuł się urażony. Jest kilkadziesiąt lat za wcześnie, by mówić o rewolucji kwantowej.
Komputer kwantowy, który buduje Google•Fot. natemat.pl
Mało tego, teraz to komputery kwantowe nie mają żadnych sensownych przewag. Klasyczne są tanie, działają niezależnie od temperatury, łatwo się skalują, są wszechstronne. W przypadku komputera kwantowego i jego skomplikowania, cokolwiek starasz się zrobić, zaraz pojawia się problem, który może zepsuć wszystko to, co już zrobiłeś.
Przeskoczmy na chwilę w przyszłość. Ta technologia się rozwija, na rynku jest większa podaż specjalistów. Do czego takiego komputera użyłaby zorganizowana grupa cyberprzestępcza?
Głównie do łamania zabezpieczeń. Współczesne zabezpieczenia, np. w bankach, opierają się na klasycznej kryptografii, która na te kwantowe sprawy jest bardzo podatna. Bo zakłada, że nie możesz zbadać X możliwości naraz. Komputer kwantowy może, teoretycznie to, co superkomputerowi zajmie wieki, ten złamie w ciągu sekund. Ale paradoksalnie większe pieniądze i można zyskać w czymś innym i niekoniecznie w odległej przyszłości.
W czym?
To by było stąpanie po granicy legalności i moralności. Taki komputer mógłby posłużyć do wykopania całego bitcoina – za pomocą komputera kwantowego zrobiłbyś to szybciej niż reszta rynku, co prowadzi do dużych pieniędzy.
Jak komputery kwantowe wpłyną na biznes?
Dobre pytanie. Przyspieszą pewne procesy, które dziś są prowadzone ręcznie. Branże, które najbardziej skorzystają, to logistyka, zabezpieczenia, przyspieszanie sztucznej inteligencji, i w szczególności chemia.
Chemia?
Pharma jako przemysł jest jednym z największych inwestorów w komputery kwantowe. Odkrywanie nowych leków jest bardzo kosztowne. Łączymy różne molekuły i patrzymy, czy wyjdzie z tego coś ciekawego. To w samej swojej naturze jest kwantowe. Używanie narzędzia kwantowego daje większe szanse na znalezienie czegoś pożądanego.
Dr Przemysław Chojecki, Ulam.ai•Fot. natemat.pl
Wydaje mi się, że jestem w stanie to zrobić.
Czyżby?
Pracuję obecnie nad projektem, nazywa się PetaCrunch. To bot, który przeprowadza wywiady z szefami firm z całego świata. Ile wywiadów byłbyś w stanie przeprowadzić w miesiąc?
Gdybym nie miał żadnych innych obowiązków, tylko wywiady, do tego sensowne, to w najlepszym razie 20, realnie zapewne mniej.
Czyli 60 na kwartał. Bot w tym czasie już przeprowadził ich 500, kolejne 500 czeka na publikację.
Pewnie, kopnij leżącego. Liczby na bok, jak to działa?
Połautomatycznie. Pisze wiadomości na skrzynki kontaktowe firm, z prośbą o dostęp do maila prezesa i przeprowadzenie wywiadu.
Jak się przedstawia?
Cóż, w żadnym momencie nie kłamie…
… ani nie mówi całej prawdy?
Nie przedstawia się jako automat, dziennikarz ani nawet człowiek. Po prostu prosi o rozmowę mailową z szefem. To najczęściej młode firmy lub startupy. Im się to podoba, bo mają ekspozycję gdzieś w sieci, a z kim rozmawiali, to w sumie drugorzędne.
A o co on pyta?
Te wywiady są dość krótkie, a pytania się powtarzają, w stylu „jak to się zaczęło” albo „co zrobicie z inwestycją”. Nie ma tu zbyt dużo interakcji.
Czyli zastąpi mediaworkera, nie dziennikarza.
Tak, jeśli mówimy o prostych, powtarzalnych czynnościach, czy nawet analizę jakiegoś źródła i streszczenie tego, bot może zastąpić człowieka. „Wychodzenia sobie” tematu, wymagającego głębszej interakcji z człowiekiem, już nie. Ostatnie padnie dziennikarstwo śledcze.
Powiedziałeś kiedyś, że chcesz stworzyć sztuczną inteligencję bardziej kreatywną od człowieka. Musiałeś słyszeć o firmie DeepMind.
Tak, znam parę osób, które tam pracowały.
Jest tyleż fascynująca, co przerażająca. Weźmy SI AlphaGo lub AlphaStar – to już jest kreatywna sztuczna inteligencja?
No jest, ale nie do końca.
Dlaczego nie do końca?
Obecnie jesteśmy na etapie czegoś, co nazywam wąską sztuczną inteligencją. Jest kreatywna, ale w obrębie jednego zadania np. grania w go lub StarCrafta. Osobiście bardziej kibicuję inicjatywie OpenAi. Ostatnio stworzyli robotyczną dłoń, która jest w stanie ułożyć kostkę rubika z dowolnej pozycji, i to w jednej ręce.
Poważnie?
Tak! Niesamowite, nawet gdyby robiła to dwoma rękami, a co dopiero jedną. To też jest kreatywne, ale w wąskim zakresie. Jesteś w stanie nauczyć maszynę zadania, ale ona nie przetransferuje tej wiedzy na inne zadanie. Człowiek uczy się z intuicją. Uczysz się grać w golfa, dajmy na to, i część tych umiejętności jesteś w stanie zastosować, grając w tenisa stołowego. Maszyna musiałaby się uczyć od zera. Chcemy stworzyć sztuczną inteligencję kreatywną w ten sposób, że będzie w stanie transferować swoją wiedzę między różnymi dziedzinami.
Tak, rozumować.
To będzie rozumowanie poza zrozumieniem człowieka. Dostaje zadania i je wykonuje, a my nie wiemy, jak to robi.
Sieci neuronowe w pewnym sensie działają jak czarne skrzynki. Widzimy, co jest na wejściu (zadanie) i wyjściu (proponowane rozwiązanie). Szybko gubimy to, co jest w środku, i jak ta sztuczna inteligencja dochodzi do rozwiązania, zwłaszcza przy skomplikowanych zadaniach jak ta ręka z kostką rubika. Dlatego właśnie teraz zaczyna się rodzić nowy nurt w technologii.
Jaki?
Explainable AI, czyli sztuczna inteligencja, którą da się wyjaśnić. Wszyscy wiemy, że SI jest wszędzie i jest jej coraz więcej, oddajemy jej część procesów, czasem przedwstępnych decyzji. A jeśli SI decyduje, to dobrze byłoby wiedzieć, dlaczego zdecydowała tak, a nie inaczej, stąd cały trend dążący do otwierania czarnych skrzynek.
Ty jesteś takim trochę wonderkidem, nie?
Ja?
Ty, zwłaszcza twoja kariera naukowa. W młodym wieku zaszedłeś bardzo wysoko.
W końcu z tej nauki wyszedłem. To była świadoma decyzja, że chcę iść całkowicie w biznes. Uwielbiam prowadzić badania, ale także, gdy mają zastosowanie w rzeczywistości. Zmieniłem czystą matematykę na matematykę związaną ze sztuczną inteligencją i analizą wielkich zbiorów danych.
Dr Przemysław Chojecki•Fot. natemat.pl
Tak, usługa nazywała się Bring, bazowała na dostawach towarów na terenie Warszawy w 90 minut. Taki Uber do wszystkiego, oprócz przewozów jedzenia i ludzi. I to działało, mieliśmy klientów, ale nie wiedzieliśmy niczego o pozyskiwaniu inwestorów, finansowaliśmy to z własnych pieniędzy, nie wystarczyło na zdobycie odpowiedniej zauważalności na mieście.
Teraz umiesz pozyskiwać?
Umiem więcej, ale ulam.ai utrzymuje się samodzielnie, to firma badawczo-consultingowa.