2020十大科技突破,抗衰老、小AI上榜

  • 量子網絡

代爾夫特理工大學的一個團隊正在搭建一個連接荷蘭四個城市的量子網絡。

由於量子糾纏的原因,如果要讀取在量子糾纏狀態下的光子所攜帶的數據,就必須波壞糾纏狀態,也就是說,監聽者不能悄悄的讀取數據而不被發現。

這就是說量子網絡在本質上是安全的。該團隊目前已經能夠將量子糾纏態的光子發送到1.5公里外,他們相信全球性的量子網絡終會到來。

  • 量身定製的藥物

大家知道,人的所有性狀都是由DNA控制的,長的高或矮、胖或瘦都是有基因決定的,有一些病則是由DNA異常導致的,比如相對常見的色盲等等。

治療這些基因異常的疾病一般來說需要研究人員進行專門的研究才能研製出治療的藥物,對於那些患有十分罕見的遺傳病的人來說,可能根本就沒有人研究過這種病,更不要說有藥物治療了。

現在,一種全新的藥物問世了,它基於基因替換和基因編輯,對於那些患有罕見遺傳病的人來說,只要使用為他們量身定做的藥物,藥物會自動替換掉錯誤的基因。

整個過程是可編程的,就像計算機的字符替換一樣快速,比如將錯誤的“知科學小事實”替換成正確的“知科學曉時事”。

  • 數字貨幣

從各種渠道的新聞可以發現,幾乎只有中國在大規模的使用支付寶、微信支付等移動支付,事實上,我國的確走在了數字貨幣的前沿。

就在facebook提出的天秤座數字貨幣遭到巨大阻力的幾天後,中國人民銀行就提出要加速我國的數字貨幣進程,替換實體貨幣。

  • “返老還童藥”

青春永駐、長生不老的神話人物折射出了人類對於長壽的渴望,雖然目前還沒有真正意義上的長生不老藥,但是,一種能夠在一定程度上逆轉衰老的藥物已經研發出來了。

隨著年齡的增長,人的身體中會積累一些特定的細胞,這些細胞會造成輕微的炎症,並且抑制正常的細胞修復進程,同時,它們還會產生對正常細胞而言的有毒環境,造成像骨關節炎這樣的老年病。

新的藥物能夠定向的清除這些細胞從而一定程度上逆轉衰老的進程。

  • 研發藥物的AI


2020十大科技突破,抗衰老、小AI上榜

藥物研發沒有什麼公式,很多藥物都是靠試出來的,通過人來篩選藥物的問題在於,理論上,所有可能的分子類別的數量超過了整個太陽系的原子的數量,要在這樣近乎無窮大的空間中找到特定的藥物難度可想而知。

研究人員通過使用深度學習和與alpha Go相似的生成模型來解決這個問題——將現有的藥物數據庫餵給AI,AI學習了藥物的特徵之後就可以在浩如煙海的分子種類中選出可能的分子。

實驗發現,AI篩選出的分子確實具有藥物的功效。有了這項技術,研究人員發現新藥又有了新的工具了。

  • 覆蓋全球的衛星網絡

當我們在家便捷的上網時,全世界仍然有35億人不能訪問網絡,SpaceX的星鏈計劃就是旨在解決這個問題。

通過覆蓋全球的衛星網絡,在地球上的任何角落都可以接入到網絡之中。不過,為了達到全球覆蓋的目標,至少要發送現有衛星數量的4.5倍的組網衛星,一些科學家對此十分氣憤,因為如此數量眾多的衛星會汙染天空,從而影響天文學方面的研究。

  • 量子霸權

量子計算機是正在研究的新型計算機,理論上,量子計算機能夠解決一類即使是當前最強大的超級計算機也要算上千年的問題比如破解密碼。

量子計算機已經研究許多年了,不過只有在特定條件下才能在性能上超過傳統計算機,谷歌的53量子比特的計算機在一次實驗中只用了大概三分鐘就解決了超級計算機需要一萬年才能算出來的問題。

不過,嚴格地說,谷歌的實驗只是對理論上的證明,要想讓量子計算機達到能夠解決實用問題的程度還有很長的路要走。

  • 小AI

為了更高的精度,如今的AI模型越來越大,需要的數據也越來越多,這些因素使得AI向雲端遷移。隨之而來的問題是可能的用戶隱私侵犯還有運行模型帶來的巨大碳排放量。

小AI正相反,通過縮減模型規模以及使用專用的硬件,將原本在雲端運行的模型遷移到嵌入式設備上。

使用小AI技術,以前必須訪問雲服務器的應用如語音助手都可以離線化,從而提高速度、保護隱私。

  • 差分隱私

一個現實的問題是,如何保證居民隱私的前提下使用人口普查的數據?

因為這些統計數據往往是公開的,通過反向分析技術,能夠從數據中獲得居民的個人信息。

一種方法是在統計數據中插入錯誤的數據,比如更改年齡、標籤等等,這種噪音添加得越多就越難進行反向分析,同時數據也越有可能不能使用。

通過計算添加噪音導致的隱私增量,差分隱私能夠在隱私和有效中找到平衡,據說這項技術已經在蘋果和臉書的數據收集中使用到了。

  • 氣候變化的屬性

幾十年以前,科學家們極不情願將氣候變化和極端天氣結合起來分析,最近,一些二科學家通過分析極端天氣以及使用計算機模擬承認了全球變暖的確增加了更多的極端天氣。

通過將全球變暖這個因素單獨提出來研究,科學家們能夠告訴我們在持續的全球變暖下,我們會面臨那些挑戰。

MIT Technology Review Mar/Apr 2020; Vol. 123 (2)10 breakingthrough technologies 2020


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