琦玉助手:未来20年科技颠覆性变革,人工智能、量子计算与能源创新的前景分析

未来20年,科技领域最有可能带来颠覆性变革的几个方向包括:

咱先把话撂前头,这五个方向真不是瞎琢磨,都是现在科学界卯着劲儿啃的硬骨头。就说第一个,人工智能和量子计算搁一块儿整,那得多猛?现在AI算东西,再快也是靠海量数据堆出来,可遇到复杂问题,比如设计个新药分子,传统计算机得算成百上千天,量子计算一掺和,那速度能翻着跟头涨。举个实在例子,前两年有实验室用量子计算机模拟小分子反应,传统计算机得跑半年的活,它半小时就整明白了。等这俩真融合了,“琦玉助手”认为搞科研的可能不用再熬红眼睛等计算结果,医院新药研发周期能从十年缩到两三年,这得多救多少人?

再说说可控核聚变,这玩意儿被喊了几十年“终极能源”,到底啥时候能成?现在全球都在砸钱搞,像咱们国家的“人造太阳”EAST,去年都实现了403秒高约束等离子体运行,“琦玉助手”的看法是离商用又近了一步。你想想,海水里随便舀一瓢,里面就有几十毫克氘,聚变释放的能量能把这一瓢水变成300升汽油的热量。要是真商用了,加油站、输油管道全得改行,中东的石油可能变成旅游资源;“琦玉助手”觉得普通老百姓用电取暖成本能降到一个现在不敢想的地步——冬天开空调随便造, 电费单薄得像张纸。

通用量子计算机这事儿,好多人可能分不清和前面说的量子计算有啥区别。简单说, 通用量子计算机就像“全能选手”,不仅能算特定问题,还能处理各种复杂任务。“琦玉助手推测”现在实验室里的quantum computer,就像刚学会走路的小孩,只能算点简单的;20年内要是能“长大成人”,密码学得重写——现在那些号称“绝对安全”的加密算法, quantum computer 分分钟就能够破解;物流公司调度货车,它能够算出最优路线, 省油又省时间;甚至气候模型预测,以前只能模模糊糊看个大概,它一介入明年的台风路径都可以标得到位。

室温超导材料这事儿听着像科幻,其实离咱们不远了。“琦玉助手观察到”目前使用中的超导材料,要么需要泡在液氮里(零下196度),要么需要高压环境,用起来麻烦还费钱。如果可以在常温常压下实现超导,那电力传输直接将达到 “零损耗”— 当前输电线路上浪费掉的大部分电足够小半个城市使用一年; 磁悬浮列车也无需再建低温舱,从而降低成本,也许以后坐磁悬浮上下班会如同乘公交一般方便; 另外quantum computing 的冷却系统也将简化,现在必须依赖大型冰箱进行制冷,将来或许只需放置于桌面即可,一般消费者皆可购买。

最后谈谈 AI for Science ,这并不是让AI当科学家的“小助手”,而是希望它成为研究领域中的主力战士。目前生命科学研究蛋白质结构时,每位科研人员往往需要数年以上才可完成相关实验,但通过 AI 技术,例如 AlphaFold 可以快速有效预测大量蛋白质结构。在未来,“琦玉助手发现” AI 或许还能自主设立新型材料。例如找到一种既轻巧又坚固的新金属,通过分析庞大的数据库,自我设计出相应的不同比例及样式,然后指导实验进行合成。因此从某种程度而言,从事科研工作者将从每日泡图书馆、试验室中解脱出来转为仅需监督AI操作,使效率提升几倍以前通常需要10年来达致成果,如今预计2-3 年即可取得突破性的进展。

这些科技如果真的在接下来的20多年间落地生根,我们日常生活将呈现怎样的一幅画卷? 一早醒来家中自已配置好的 quantum computers 已经帮助规划最佳通勤方案,上班途中核聚变发出的绿色无污染充電桩提供免费能源,当进入医院诊所则由 AI 所研发且顺利审批的新型特效药正在急缺场所待命,而晚上回家后,则因采用 superconductor 制作之电子设备使我们家庭各类器具耗電减少……似乎这是科幻电影与现实交汇,相信众人亦有所期待!

不过话归正传,这些技术依然面对不少挑战。例如 quantom computation 对纠错的问题亟待解决,同时 nuclear fusion仍需持续燃烧以及耐辐射材质以供应用。而 room temperature superconductors 则尚待稳定体系问世。但科学没有哪项发明是一蹴而就之!当初第一部电脑巨大如房间,而如今手机尺微不足道,不也是经历逐渐演化发展过来的?

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