6.量子自動(dòng)駕駛
多年前科研工作者就在試驗(yàn)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛,但是直到現(xiàn)在,完全自動(dòng)駕駛汽車(chē)也未普及,主要原因之一是人們對(duì)其安全性的顧慮。
駕駛的安全性本質(zhì)上是技術(shù)的安全性。如果我們對(duì)每個(gè)街道轉(zhuǎn)角、每寸道路狀況、每時(shí)每刻周遭的人流和車(chē)流都能精確測(cè)量和計(jì)算,我們就能做到技術(shù)上的安全。一個(gè)安全和舒適的駕駛場(chǎng)景包含的要素有天氣、路面環(huán)境、人流和物流等,而對(duì)這些要素同時(shí)進(jìn)行測(cè)量和運(yùn)算是需要消耗大量算力資源的。如果在汽車(chē)上配備一臺(tái)量子計(jì)算機(jī),這些問(wèn)題便可能迎刃而解。未來(lái),使用量子自動(dòng)駕駛技術(shù)在小區(qū)停車(chē)時(shí),你可以精確控制汽車(chē)之間的間隔,比如,停在間距3.14 厘米處,這貌似是“強(qiáng)迫癥”的福音。當(dāng)然,量子自動(dòng)駕駛最大的好處是有可能達(dá)到“零交通事故”??紤]到全球每年數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的人死于交通事故,量子自動(dòng)駕駛或許是迫使人們加速研發(fā)量子計(jì)算機(jī)的強(qiáng)勁驅(qū)動(dòng)力。
7.量子輔助設(shè)計(jì)
當(dāng)下,即使對(duì)于一個(gè)訓(xùn)練有素的設(shè)計(jì)師而言,要完成一個(gè)設(shè)計(jì)作品,依然需要進(jìn)行一系列的設(shè)計(jì)流程,如手繪底稿、渲染和無(wú)止盡的反復(fù)修改。未來(lái)的量子計(jì)算輔助設(shè)計(jì)將重新定義設(shè)計(jì)師,重新定義設(shè)計(jì)這個(gè)行業(yè)。
量子計(jì)算輔助設(shè)計(jì)需要通過(guò)某種電極連接人腦和量子計(jì)算機(jī),將人腦所想畫(huà)面呈現(xiàn)于屏幕上,然后通過(guò)一些簡(jiǎn)單的選擇,即可完成具備專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)的設(shè)計(jì),即“所想即所見(jiàn),所見(jiàn)即所得”。不管你是否掌握設(shè)計(jì)作圖軟件,每個(gè)人都有可能成為頂級(jí)設(shè)計(jì)師。
8.量子機(jī)器人
機(jī)器人在未來(lái)的半個(gè)世紀(jì)或100年可能會(huì)徹底重塑人類(lèi)社會(huì),這是被很多人工智能專(zhuān)家和未來(lái)學(xué)家所推崇的觀(guān)點(diǎn)。機(jī)器人可以幫助人們完成很多人類(lèi)不愿從事或根本無(wú)法完成的工作,如清理核廢料,作為先遣隊(duì)在火星上搭建人類(lèi)居所,潛入深海采集巖石標(biāo)本,等等。目前人們已經(jīng)使用的機(jī)器人,從本質(zhì)上來(lái)講是機(jī)器,離“人”的概念還有很大差距。如,目前雖然有一些機(jī)器人管家、機(jī)器人保姆或機(jī)器人伴侶在服務(wù)人類(lèi),但它們從本質(zhì)上來(lái)講只是完成了一個(gè)人(既是生物人也是社會(huì)人)所能完成的部分工作。如果說(shuō)未來(lái)的人工智能能夠在某些方面使機(jī)器變得像人類(lèi),那么量子計(jì)算機(jī)則能使這個(gè)機(jī)器人變得“活靈活現(xiàn)”和“古靈精怪”,甚至?xí)兂梢粋€(gè)有趣的人、一個(gè)脫離低級(jí)趣味的人、一個(gè)純粹的人。至此,人與機(jī)器人的界線(xiàn)將變得模糊。
9. 量子財(cái)務(wù)管理
人生總少不了坎坷,幾乎每個(gè)人都遇到過(guò)財(cái)務(wù)問(wèn)題,有人甚至?xí)庥鰝€(gè)人或家庭的財(cái)務(wù)危機(jī),有時(shí)可能并不是掙得少或花得多,而是運(yùn)氣不好或沒(méi)能抵制住商家的誘惑而過(guò)度消費(fèi)?;叵脒^(guò)去的一年,你到底花了多少錢(qián)買(mǎi)了多少幾乎從來(lái)沒(méi)有用過(guò)的東西?
量入為出是一種優(yōu)良的財(cái)務(wù)管理策略,它一方面提示我們要盡量增加收入、合理投資,另一方面提示我們盡可能減少開(kāi)支、避免浪費(fèi)。那么,該如何快速增加收入呢?你可能會(huì)想到買(mǎi)彩票、買(mǎi)股票和基金,也許你還會(huì)想:要是有了量子計(jì)算機(jī),就可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)股票走勢(shì),算出彩票中獎(jiǎng)號(hào)碼,押對(duì)有潛力的基金,迅速實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)自由;通過(guò)手機(jī)內(nèi)嵌的量子財(cái)務(wù)軟件可以回絕商家的推薦,避免過(guò)度消費(fèi)。但這只是一廂情愿的假想,因?yàn)檫@是使用量子世界的算力資源攫取當(dāng)今物理世界的財(cái)富,這種“以高技術(shù)打低技術(shù)”的做法可能只存在于科幻世界里,在未來(lái)的量子世界里必然會(huì)進(jìn)化出“量子基金”“量子彩票”“量子股票”和“量子推薦”,最終變成一個(gè)協(xié)同演變的絕佳案例,本質(zhì)上類(lèi)似“軍備競(jìng)賽”,個(gè)人依然不可能從其所處時(shí)代的技術(shù)環(huán)境中輕易獲得大量財(cái)富。
果尺度從個(gè)人擴(kuò)大到整個(gè)人類(lèi)社會(huì),量子計(jì)算機(jī)是否能夠幫助人類(lèi)避免金融危機(jī)呢?人類(lèi)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是個(gè)極為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),金融體系是牽一發(fā)而動(dòng)全身,系統(tǒng)的各個(gè)因素相互關(guān)聯(lián)、制約和影響,擾動(dòng)其中一個(gè)因素,就可能會(huì)產(chǎn)生無(wú)法預(yù)計(jì)的后果。例如2008年發(fā)生的金融危機(jī),僅僅由于一家金融公司的破產(chǎn),就產(chǎn)生了連鎖反應(yīng),引發(fā)了一場(chǎng)席卷全球的金融風(fēng)暴。因此,處理任何復(fù)雜系統(tǒng),如人類(lèi)的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),需要關(guān)注巨量信息。
預(yù)測(cè)一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的走向,需要同時(shí)運(yùn)算海量的各類(lèi)變量和參數(shù)。例如,一家不起眼的小公司的人事調(diào)整,可能影響整個(gè)金融系統(tǒng)的穩(wěn)定性,這樣的小變化在傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)模型中可能是被省略的變量,但它會(huì)被保留在量子計(jì)算機(jī)模型中,進(jìn)而測(cè)算出金融風(fēng)暴發(fā)生的概率,做到未雨綢繆。雖然量子計(jì)算機(jī)不知道一家金融公司的人事調(diào)整對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)有多少影響,但這些信息始終被保留在量子計(jì)算機(jī)的模型中而不被浪費(fèi)掉。既然預(yù)測(cè)金融風(fēng)暴時(shí)不會(huì)浪費(fèi)信息,那么即使我們掌握的初始信息較少,它也可能比較準(zhǔn)確地測(cè)算出危機(jī)出現(xiàn)的概率,這點(diǎn)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)模型有很大的不同,傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)模型初始信息不多,又會(huì)浪費(fèi)很多信息,最終導(dǎo)致預(yù)測(cè)的結(jié)果與實(shí)際偏差極大。
10.重構(gòu)演化歷程
一個(gè)簡(jiǎn)化版的人類(lèi)終極三連問(wèn)是“我是誰(shuí),我從哪里來(lái),我要到哪里去”。人之所以能夠成為地球上最特別的一個(gè)物種,與我們不斷地追根究底有很大關(guān)系。從某種意義上講,對(duì)所有自然和非自然現(xiàn)象的好奇與探索塑造了我們?nèi)祟?lèi)自身。追根究底不是歷史學(xué)家、考古學(xué)家、人類(lèi)學(xué)家、演化生物學(xué)家的責(zé)任,它是我們每個(gè)人的天性??脊艑W(xué)家?guī)椭覀冋J(rèn)祖歸宗,獲得文化上的認(rèn)同感;人類(lèi)學(xué)家通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)古原始人遺跡的探尋不斷推進(jìn)智人的起源時(shí)間;演化生物學(xué)家甚至能根據(jù)一片貝殼包含的科學(xué)信息,解構(gòu)地球億萬(wàn)年前的情景。比如,南京大學(xué)的古生物學(xué)家沈樹(shù)忠及其團(tuán)隊(duì)收集了大量的地層剖面和化石記錄,從中遴選出3112個(gè)地層剖面的26萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),重建了古生代(距今約5.4億—2.4億年前)海洋生物多樣性曲線(xiàn),并利用“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)的“強(qiáng)大”算力,獲得了全新的寒武紀(jì)—三疊紀(jì)海洋生物的多樣性變化曲線(xiàn),其統(tǒng)計(jì)時(shí)間分辨率約為2.6萬(wàn)年。你沒(méi)有看錯(cuò),時(shí)間分辨率是2.6萬(wàn)年,不是2.6年,更不是2.6天。可見(jiàn),我們對(duì)遠(yuǎn)古時(shí)期地球生物多樣性的認(rèn)識(shí)是相當(dāng)粗糙的,主要原因之一是算力不夠。如果使用量子計(jì)算機(jī),我們或能建立時(shí)間分辨率為年,甚至天級(jí)別的地球歷史。
重現(xiàn)地球生物物種數(shù)量的精細(xì)變化是古生物學(xué)家孜孜以求的目標(biāo),但這個(gè)目標(biāo)就目前來(lái)看如此“宏偉”以至于短期都不大可能實(shí)現(xiàn),更遑論結(jié)合氣候變量(如溫度、太陽(yáng)輻射和降水)重現(xiàn)生物演化的浩瀚歷程了。人類(lèi)對(duì)顯生宙(從距今5.44億年前的寒武紀(jì)開(kāi)始)大氣二氧化碳和氧氣濃度變化的認(rèn)識(shí)還是相當(dāng)粗糙的,大多數(shù)科學(xué)家使用的還是1000萬(wàn)年分辨率的數(shù)據(jù),即假定某個(gè)1000萬(wàn)年的大氣氣體成分不變,這顯然是不合理的。使用量子計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大算力(遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)“天河二號(hào)”),未來(lái)的科學(xué)家或能精細(xì)刻畫(huà)“年”“月”“天”,甚至“小時(shí)”級(jí)別的遠(yuǎn)古氣候參數(shù),結(jié)合生物學(xué)數(shù)據(jù),屆時(shí)我們才能重構(gòu)或還原一個(gè)真實(shí)的地球生命演化歷程。誠(chéng)如丘吉爾所言,“你能看到多遠(yuǎn)的過(guò)去,就能看到多遠(yuǎn)的未來(lái)”,了解過(guò)去的生命演化歷程或能提供人類(lèi)未來(lái)命運(yùn)的洞見(jiàn),其意義非凡!
量子計(jì)算機(jī)到底能給我們帶來(lái)什么?它到底如何塑造我們的生活?我們可以基于當(dāng)下的認(rèn)知進(jìn)行大膽預(yù)測(cè),但從量子計(jì)算發(fā)展的歷史得到的經(jīng)驗(yàn)是:我們永遠(yuǎn)都不確定量子科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)會(huì)將人類(lèi)帶向何方。