恒小花：2024AI人工智能四大趋势

世人见证了ChatGPT在全球范围的大火。以生成式人工智能为代表的新一代人工智能问世，改变了人工智能（AI）技术与应用的发展轨迹，加速了人与AI的互动进程，是人工智能发展史上的新里程碑。2024年，人工智能技术与应用的发展又会呈现出哪些趋势？让我们一同展望这些值得关注的重大趋势。

全模拟光电智能计算芯片效果图。经长期联合攻关，清华大学研究团队突破传统芯片的物理瓶颈，创造性提出光电融合的全新计算框架，并研制出国际首个全模拟光电智能计算芯片（简称ACCEL） 新华社图

趋势一：从AI大模型迈向通用人工智能

2023年，ChatGPT开发者OpenAI被置于前所未有的聚光灯下，也使GPT-4后续版本的开发被推向了风口浪尖。据消息人士称，OpenAI正在训练下一代的人工智能，暂名“Q*”（读作Q-star）。新的一年，OpenAI下一代产品可能发布。

据媒体爆料，“Q*”可能是第一次采用“从零开始”的方式训练的人工智能。其特点是，智能不来自人类活动的数据，且其有能力修改自身代码以适应更复杂的学习任务。前者使得人工智能能力的发展变得愈发不透明，而后者向来被看作是诞生人工智能“奇点”的必要条件。在人工智能发展领域，“奇点”特指机器拥有了自我迭代的能力，进而在短时间内迅猛发展，导致超出人类控制。

虽然一些报道称，“Q*”目前还只能解决小学难度的数学问题，距离“奇点”还远。但鉴于虚拟环境中人工智能迭代速度可能远超想象，其仍然可能在不远的将来自主发展出在各个领域均可超过人类水平的AI。2023年，OpenAI预言，各方面超越人类水平的人工智能在十年内就会出现；英伟达创始人黄仁勋表示，通用人工智能可能在五年内超越人类。

一旦通用人工智能得以实现，就可被用于解决各种复杂的科学难题，譬如寻找外星人与地外宜居星系、人工核聚变控制、纳米或超导材料筛选、抗癌药研发等。这些问题通常需要花费人类研究员数十年的时间来寻找新的解决方案，部分前沿领域的研究量已超出人力极限。而通用人工智能在自己的虚拟世界中拥有几乎无限的时间和精力，这使得其在部分容易虚拟化的任务中，有可能成为人类研究员的替代。但届时，人类如何监督这些从智能水平上超过人类的人工智能，确保其不会危害人类，又是一个值得思考的问题。

当然，我们也不应过分高估硅谷巨头们的部分言论，因为在人工智能发展史上，已经历三次“AI寒冬”，其中不乏宏大的技术愿景因各方面限制化为泡影的例子。但目前可以肯定的是，大模型技术仍然有着不小的上升空间。除GPT-4外，谷歌的“双子座”（Gemini），Anthropic的Claude2，目前都是仅次于GPT-4的大模型，国内的百度“文心一言”与阿里“通义千问”，也是国产大模型中的佼佼者。它们在新的一年中是否会发布更具革命性的产品，同样值得期待。

趋势二：合成数据打破人工智能训练数据瓶颈

数据瓶颈指的是可用于训练AI的高质量数据的有限性，合成数据有望打破这一瓶颈。

合成数据是在模仿真实数据的基础上，由机器学习模型利用数学和统计科学原理合成的数据。关于什么是合成数据，有一个较为浅显易懂的比喻：这就像是在给AI编写专门的教材。例如，尽管英文课本的对话中出现的可能是“小明”“小红”这样的虚构人名，但并不影响学生们由此掌握英语，因此从某种意义上，对于学生而言，教材就可以看作一种经过编纂、筛选和处理的“合成数据”。

有论文表明，模型的规模至少要达到620亿参数量后，才可能训练出“思维链”能力，即进行分步骤的逻辑推理。但现实的尴尬在于，迄今为止人类产生的不重复的、可供训练的优质数据并没有这么多。使用ChatGPT等生成式人工智能以前所未有的数量产生高质量合成数据，未来的AI将由此获得更高的性能。

除了对大量高质量数据的需求导致合成数据受到追捧以外，对数据安全的考量也是重要原因。近年来，各国纷纷出台更严格的数据安全保护法律，使得客观上利用人类产生的数据训练人工智能变得更为繁琐。这些数据中不仅可能隐含个人信息，其中的许多数据还受版权保护。在互联网隐私与版权保护尚未形成统一标准与完善架构的当下，使用互联网数据进行训练，极易导致大量法律纠纷。而若考虑对这些数据进行脱敏，又面临筛查识别准确率方面的挑战。两难之下，合成数据就成为最惠而不费的一种选择。

此外，使用人类数据进行训练，还可能导致人工智能学到有害内容。一些诸如使用日用品制造炸弹、管制化学品的方法，另一些则包括许多人工智能本不应当出现的坏习惯，譬如像人一样在任务执行过程中偷懒、为了取悦用户而说谎、产生偏见和歧视。若改用合成数据，使人工智能在训练中尽可能减少接触有害内容，则有望克服以上使用人类数据训练时附带的缺点。

从以上分析中可以看出，合成数据可以说是颇具开创性的，有望解决此前发展人工智能与数据隐私保护不可得兼的问题。但与此同时，如何确保相关的公司和机构负责任地制作合成数据，如何制作出既符合本国文化与价值观，又在规模和技术水平上足以媲美西方以英文网络资料为中心的合成数据训练集，也将成为中国面临的一个颇具挑战性的课题。

除此之外，合成数据带来的一个重大变化是，来自人类社会的大数据或将不再是AI训练所必需。在今后的数字世界中，人类数据的产生、存储和使用仍将遵循人类社会的法则和秩序，包括维护国家数据安全、保守商业数据秘密和尊重个人数据隐私，而AI训练所需的合成数据则采用另一套标准进行管理。

趋势三：量子计算机可能率先应用于人工智能

作为电子计算机发展到今天的最前沿应用，人工智能始终存在算力不足的隐忧。ChatGPT问世数月后，OpenAI总裁奥尔特曼曾公开表示，其并未鼓励更多用户注册OpenAI。2023年11月，OpenAI甚至宣布暂停ChatGPT Plus付费订阅新用户的注册，以确保现有用户拥有高质量体验。显然，作为全球性能最强的AI，ChatGPT已遇到算力等方面的瓶颈。在此背景下，讨论量子计算机在人工智能领域的应用就成为一种颇具潜力的未来解决方案。

首先，人工智能领域的算法，大部分属于并行计算的范畴。举例而言，AlphaGo在下围棋的过程中，其需要同时考虑对手在不同位置落子后的应对招数，从中找到最有可能赢得棋局的下法。这就需要计算机优化并行计算的效率来实现。而量子计算机擅长进行并行计算，因为它可以同时计算和存储“0”和“1”两种状态，无需像电子计算机那样消耗额外的计算资源，譬如串联多个计算单元，或将计算任务在时间上并列。计算任务越复杂，量子计算就越具备优势。

其次，运行ChatGPT所需的硬件条件，同样也十分适合导入当前体积庞大的量子计算机，二者都需要安装在高度集成的计算中心里，由一支专业化技术团队进行管理支撑。

什么是量子计算机？量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。其不仅体积庞大，而且作为核心零部件的“量子芯片”，通常需要被置于接近绝对零度（零下273.15摄氏度）的极低温中，利用在这种极低温下部分微观粒子表现出的量子特性进行信息运算和处理，且运行结果只能存在几毫秒的时间。

既然量子计算机“又大又难维护”，为什么还要发展？原因在于，量子计算机蕴含巨大的算力潜能，以至于在一些算法上已经体现出相对于电子计算机在速度上的“绝对碾压”，即“量子优越性”。但实现“量子优越性”只是一个起点。目前的量子计算机只能完成一些专属于量子领域的计算任务，想要真正用好这种“量子优越性”，先要使其量子位足够多，以实现通用计算和可编程。而且，在实现通用计算后，量子计算机依然需要保持相对于电子计算机的优势，这被称作“量子优势”。

2022年，来自谷歌、微软、加州理工学院等机构的研究者从原理上证明了“量子优势”在预测可观测变量、量子主成分分析以及量子机器学习中确实存在。量子机器学习，实际上就是量子计算在人工智能领域的应用，也体现出未来量子计算与人工智能两大前沿技术合流的趋势。

理论上证明了，实践上就需要进一步拓展量子计算的应用前景。在2019年推出商用量子计算机“量子系统一号”后，美量子计算巨头IBM又于2023年12月推出了“量子系统二号”。新系统的最大突破在于可以模块化扩展，是该公司的首台模块化量子计算机。“量子系统二号”拥有超过1000量子位。IBM还宣布计划10年内建成10万量子位的量子计算机。这些不断增加的量子位并非只是为了竞赛，其对于实现通用计算和可编程有着不可或缺的作用。也正因如此，量子计算机的模块化，标志着其更加具备实用性。

有关量子机器学习算法的研究，已成为新的研究热点。不过，未来量子计算机不会完全取代电子计算机，更有可能出现的是量子计算机和电子计算机在不同的应用场景下发挥各自所长，实现协同发展，既极大提升算力，也兼顾成本和可行性。

趋势四：AI代理和无代码软件开发带来“冲击波”

在AI应用方面，2024年值得关注的是AI代理和无代码软件开发带来的“冲击波”。

一是AI代理对劳动力结构的冲击。

截至目前，全球至少已有近两亿人使用人工智能大模型。但人们已不再满足于坐在电脑前跟AI“聊天”，而是开始开发能够自动根据任务需要向人工智能发出提示的工具。当自动提示工具与大模型两相结合，AI代理便由此诞生。

2023年4月，OpenAI联合创始人布罗克曼现场演示了GPT的“自动模式”。在该演示中，AI代理几乎“包办”了一场晚宴：不仅根据要求生成了一份晚宴的推荐菜单、一份图文并茂的邀请函，还自动将该菜单需要购买的食材加入生鲜电商APP的购物车，并自动发布了一条有关该晚宴的社交网站帖子。

AI代理还能根据比较模糊的需求提示自动制作网站，自动完成各种需要使用Office软件完成的文字和表格处理工作，甚至自动根据已有论文数据进行归纳总结生成分析论文等。