AI vil for alvor blive udviklet, når kvantecomputere nærmer sig kommercielle lanceringer. Det er der stigende behov for.
Kvantecomputere vil mange-tusinddoble regnekraften
Når ”Moore’s lov” om fordobling af regnekraften hver 18. måned pludselig afløses af en teknologi, hvor den første kommercielle computer f.eks. kan 10.000 doble regnekraften, opstår nogle helt nye forskningsmæssige muligheder.
- Computere i dag arbejder med binære udgangspunkter, dvs. én transistor og dermed elektron ad gangen.
- En kvant kan derimod være flere steder på én gang, og kan samtidig forbinde sig med andre kvanter. I forhold til i dag øges regnekraften dermed i princippet med 2 opløftet i det antal potenser, der svarer til antallet af kvantebits i computeren.
- Testcomputere hos IBM har bl.a. momentvis givet op til 100 mia. gange større regnekraft end de største supercomputere i dag. Andre anlæg planlægges til at kunne håndtere op til 1 million qubits ad gangen.
- Desuden kan de pga. “entanglement” løse nogle af de opgaver, som nutidige computere aldrig vil kunne løse, især inden for kryptografi.
Perspektivet i dét er svimlende, …
Dén regnekraft muliggør en fundamentalt ny forskningsmæssig tilgang. I dag foregår forskning typisk ved, at en forsker opstiller en række specifikke hypoteser, som derpå afprøves. Kvantecomputere muliggør den modsatte vej, nemlig at søge i (meget) big data og derpå finde multidimensionale og ligefrem betingede sammenfald (korrelationer). Dermed kan den danne hypoteserne. Fremover handler kravene til forskningsledelse således i høj grad om, at have modet til at tolke nye grundlæggende forståelser af naturlighedslogik, i stedet for ”blot” at have modet til at søge ny viden (”Sapere Aude”).
Det er umuligt at gætte på, hvilke gennembrud vi dermed vil få at se. På den ene side overvurderer vi ofte, hvor enkelt vi vil opnå nye erkendelser, hver gang vi ser gennembrud i grundforskning eller nye ”enabling” teknologier. Modsat er der langt flere mulige forskningsmæssige gennembrud, end der findes kendte problemstillinger; især fordi tilgangen til forskning kan vendes på hovedet, jfr. ovenfor.
Ifølge Ivan Ostojic (McKinsey) er det især områder inden for kemi, medicin, farmaceutisk industri og cybersecurity, der vil få først og størst glæde af kvantecomputere.
- To af de største opdagelser inden for medicin over de sidste 150 år har f.eks. været antibiotika og vacciner.
- Men nye antibiotika findes især gennem trial and error.
- Desuden stimulerer vacciner ”kun” mennesket til at producere antistoffer. Vacciner kan ikke udvikles på forhånd. Ved epidemier er hastigheden for vaccineudvikling afgørende.
- I begge tilfælde mangler der fundamental forståelse på molekylært niveau af sammenhængene.
… og det er nødvendigt for de fundamentale gennembrud, som vi søger
Men blandt de gennembrud vi i dag efterspørger, skal især tælles:
- Kunstig fotosyntese. Bladene på træerne er den mest effektive carbon capture teknologi, der findes, og carbon capture er akilleshælen for at holde global opvarmning under 2,5 grader. En stor del af den allerede udledte CO2 i atmosfæren skal ned i jorden igen, helst via planterødder. Desuden er fotosyntese den mest effektive måde, at spalte hydrogen på. Grøn brint er “blue ocean” for klimaomstillinger.
- Fotosyntese opstår, når fotoner rammer klorofyl, der absorberer rødt og blåt lys, men ikke grønt. Dé reaktioner producerer de energibærere (Calvin cyklus), der optager CO2, og danner organiske forbindelser som glukose.
- Fotosyntese sker på kvanteniveau, og kompleksiteten i dét er en væsentlig forklaring på, hvorfor vi ikke forstår, hvordan planternes fotosyntese foregår rent praktisk.
- Kunstig fotosyntese vil både få effekt på carbon capture teknologier og dermed klimaet, men kan især også øge afgrødeudbytter på f.eks. ris og hvede samt øge modstandsdygtigheden mod klimaforandringer.
- Endelig kan en forståelse af fotosyntese øge solcellers effektivitet til op mod 90%. I dag er det maksimale niveau på 10-16%.
- Kunstige DNA strenge (bl.a. CRISPR), der f.eks. kan øge høstudbytter og skabe naturlig resistens. Det er der brug for, for med global opvarmning falder det areal på kloden, der kan benyttes til landbrug.
- CRISPR bør dog også hjælpe ved cancer, dvs. at bremse degenerering i celle deling, cancer.
- Endelig bør det åbne op for afhjælpning af genetiske sygdomme som f.eks. Downs eller Huntingtons.
Men begrænses vores erkendelse fortsat af vore sansers rækkevidde?
Ultimativt vil “omvendt forskningstilgang” dog udfordre den klassiske forsknings problemstilling, nemlig at vores erkendelse begrænses af vores sanser. Filosoffen George Berkeley mente f.eks., at objekter kun eksisterer, hvis de bliver observeret (“to be is to be perceived”). Virkeligheden er således en menneskelig konstruktion eller som John Keats udtrykte det: “Nothing ever becomes real till it is experienced”. Niels Bohr brugte ordene: “fysikken handler ikke om verden, men om hvad vi kan sige om den”.
Blot fordi vi således ikke kan se noget, kan vi ikke afvise dets eksistens. Størstedelen af universet består f.eks. af mørk energi og mørkt stof. Vi kalder det mørkt, fordi vi ikke kan se det. Men vi kan beregne, at det må være der.