量子計算機重塑人類未來(下)

6.量子自動駕駛

多年前科研工作者就在試驗環(huán)境中實現了自動駕駛，但是直到現在，完全自動駕駛汽車也未普及，主要原因之一是人們對其安全性的顧慮。

駕駛的安全性本質上是技術的安全性。如果我們對每個街道轉角、每寸道路狀況、每時每刻周遭的人流和車流都能精確測量和計算，我們就能做到技術上的安全。一個安全和舒適的駕駛場景包含的要素有天氣、路面環(huán)境、人流和物流等，而對這些要素同時進行測量和運算是需要消耗大量算力資源的。如果在汽車上配備一臺量子計算機，這些問題便可能迎刃而解。未來，使用量子自動駕駛技術在小區(qū)停車時，你可以精確控制汽車之間的間隔，比如，停在間距3.14 厘米處，這貌似是“強迫癥”的福音。當然，量子自動駕駛最大的好處是有可能達到“零交通事故”?？紤]到全球每年數以百萬計的人死于交通事故，量子自動駕駛或許是迫使人們加速研發(fā)量子計算機的強勁驅動力。

7.量子輔助設計

當下，即使對于一個訓練有素的設計師而言，要完成一個設計作品，依然需要進行一系列的設計流程，如手繪底稿、渲染和無止盡的反復修改。未來的量子計算輔助設計將重新定義設計師，重新定義設計這個行業(yè)。

量子計算輔助設計需要通過某種電極連接人腦和量子計算機，將人腦所想畫面呈現于屏幕上，然后通過一些簡單的選擇，即可完成具備專業(yè)水準的設計，即“所想即所見，所見即所得”。不管你是否掌握設計作圖軟件，每個人都有可能成為頂級設計師。

8.量子機器人

機器人在未來的半個世紀或100年可能會徹底重塑人類社會，這是被很多人工智能專家和未來學家所推崇的觀點。機器人可以幫助人們完成很多人類不愿從事或根本無法完成的工作，如清理核廢料，作為先遣隊在火星上搭建人類居所，潛入深海采集巖石標本，等等。目前人們已經使用的機器人，從本質上來講是機器，離“人”的概念還有很大差距。如，目前雖然有一些機器人管家、機器人保姆或機器人伴侶在服務人類，但它們從本質上來講只是完成了一個人（既是生物人也是社會人）所能完成的部分工作。如果說未來的人工智能能夠在某些方面使機器變得像人類，那么量子計算機則能使這個機器人變得“活靈活現”和“古靈精怪”，甚至會變成一個有趣的人、一個脫離低級趣味的人、一個純粹的人。至此，人與機器人的界線將變得模糊。

9. 量子財務管理

人生總少不了坎坷，幾乎每個人都遇到過財務問題，有人甚至會遭遇個人或家庭的財務危機，有時可能并不是掙得少或花得多，而是運氣不好或沒能抵制住商家的誘惑而過度消費?；叵脒^去的一年，你到底花了多少錢買了多少幾乎從來沒有用過的東西？

量入為出是一種優(yōu)良的財務管理策略，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支、避免浪費。那么，該如何快速增加收入呢？你可能會想到買彩票、買股票和基金，也許你還會想：要是有了量子計算機，就可以準確地預測股票走勢，算出彩票中獎號碼，押對有潛力的基金，迅速實現財務自由;通過手機內嵌的量子財務軟件可以回絕商家的推薦，避免過度消費。但這只是一廂情愿的假想，因為這是使用量子世界的算力資源攫取當今物理世界的財富，這種“以高技術打低技術”的做法可能只存在于科幻世界里，在未來的量子世界里必然會進化出“量子基金”“量子彩票”“量子股票”和“量子推薦”，最終變成一個協同演變的絕佳案例，本質上類似“軍備競賽”，個人依然不可能從其所處時代的技術環(huán)境中輕易獲得大量財富。

果尺度從個人擴大到整個人類社會，量子計算機是否能夠幫助人類避免金融危機呢？人類社會的經濟系統是個極為復雜的網絡，金融體系是牽一發(fā)而動全身，系統的各個因素相互關聯、制約和影響，擾動其中一個因素，就可能會產生無法預計的后果。例如2008年發(fā)生的金融危機，僅僅由于一家金融公司的破產，就產生了連鎖反應，引發(fā)了一場席卷全球的金融風暴。因此，處理任何復雜系統，如人類的經濟系統，需要關注巨量信息。

預測一個復雜系統的走向，需要同時運算海量的各類變量和參數。例如，一家不起眼的小公司的人事調整，可能影響整個金融系統的穩(wěn)定性，這樣的小變化在傳統經濟學模型中可能是被省略的變量，但它會被保留在量子計算機模型中，進而測算出金融風暴發(fā)生的概率，做到未雨綢繆。雖然量子計算機不知道一家金融公司的人事調整對整個經濟系統有多少影響，但這些信息始終被保留在量子計算機的模型中而不被浪費掉。既然預測金融風暴時不會浪費信息，那么即使我們掌握的初始信息較少，它也可能比較準確地測算出危機出現的概率，這點與傳統經濟學模型有很大的不同，傳統經濟學模型初始信息不多，又會浪費很多信息，最終導致預測的結果與實際偏差極大。

10.重構演化歷程

一個簡化版的人類終極三連問是“我是誰，我從哪里來，我要到哪里去”。人之所以能夠成為地球上最特別的一個物種，與我們不斷地追根究底有很大關系。從某種意義上講，對所有自然和非自然現象的好奇與探索塑造了我們人類自身。追根究底不是歷史學家、考古學家、人類學家、演化生物學家的責任，它是我們每個人的天性?？脊艑W家?guī)椭覀冋J祖歸宗，獲得文化上的認同感;人類學家通過對遠古原始人遺跡的探尋不斷推進智人的起源時間;演化生物學家甚至能根據一片貝殼包含的科學信息，解構地球億萬年前的情景。比如，南京大學的古生物學家沈樹忠及其團隊收集了大量的地層剖面和化石記錄，從中遴選出3112個地層剖面的26萬個數據點，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，并利用“天河二號”超級計算機的“強大”算力，獲得了全新的寒武紀—三疊紀海洋生物的多樣性變化曲線，其統計時間分辨率約為2.6萬年。你沒有看錯，時間分辨率是2.6萬年，不是2.6年，更不是2.6天?？梢?，我們對遠古時期地球生物多樣性的認識是相當粗糙的，主要原因之一是算力不夠。如果使用量子計算機，我們或能建立時間分辨率為年，甚至天級別的地球歷史。

重現地球生物物種數量的精細變化是古生物學家孜孜以求的目標，但這個目標就目前來看如此“宏偉”以至于短期都不大可能實現，更遑論結合氣候變量（如溫度、太陽輻射和降水）重現生物演化的浩瀚歷程了。人類對顯生宙（從距今5.44億年前的寒武紀開始）大氣二氧化碳和氧氣濃度變化的認識還是相當粗糙的，大多數科學家使用的還是1000萬年分辨率的數據，即假定某個1000萬年的大氣氣體成分不變，這顯然是不合理的。使用量子計算機的強大算力（遠遠超過“天河二號”），未來的科學家或能精細刻畫“年”“月”“天”，甚至“小時”級別的遠古氣候參數，結合生物學數據，屆時我們才能重構或還原一個真實的地球生命演化歷程。誠如丘吉爾所言，“你能看到多遠的過去，就能看到多遠的未來”，了解過去的生命演化歷程或能提供人類未來命運的洞見，其意義非凡！

量子計算機到底能給我們帶來什么？它到底如何塑造我們的生活？我們可以基于當下的認知進行大膽預測，但從量子計算發(fā)展的歷史得到的經驗是：我們永遠都不確定量子科學上的發(fā)現會將人類帶向何方。