㈠ 中国科学家成功实现首次洲际量子通信
世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”9月29日正式开通;结合“京沪干线”与“墨子号”的天地链路,我国科学家成功实现了洲际量子保密通信。这标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网络雏形,为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络打下坚实基础。
量子通信是迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式,可以有效解决信息安全问题。京沪干线与“墨子号”量子科学实验卫星的成功对接,预示着天地一体化广域量子通信网络雏形已经形成,未来将以此为基础,推动量子通信在金融、政务、国防、电子信息等领域的大规模应用,建立完整的量子通信产业链和下一代国家主权信息安全生态系统,最终构建基于量子通信安全保障的量子互联网。
㈡ 有没有专门解答量子力学的软件
专门解答量子力学的软件有:vasp、CASTEP、MS、elk、ASW、abinit、Quantum-ESPRESSO、flapw
vasp由于优化算法比较好,计算速度较快,计算时问题出现较少,需要控制的参数也不是很多。而且他还有比较独特的paw势,在dft平面波的软件中,日渐趋于主流软件。其功能也在逐渐完善。发展潜力很大。
abinit计算软件,我感觉其功能还是很强大的(可以说其它第一性原理软件能计算的性质,它基本都没问题,而且它的gw和dfpt独特功能),计算速度也不是很慢。只是用起来太麻烦,控制参数繁多,入门很慢。
至于再具体的,很多时候就得具体的问题,具体分析了。
MS中包括Visualizer、CASTEP、Dmol3、VAMP、 Discover、 Amorphous Cell、Compass等多个建模和计算软件,可进行晶体、非晶电子结构的量子力学计算,也可进行分子的量子力学计算;可进行材料的分子动力学计算;可进行x-ray衍射计算;能够处理稀土元素,功能强大,就是贵。有Linux和Windows版本,便于学习。 VASP 具有很好的赝势,与CASTEP相似,使用平面波基组。 Wien2k是全电子计算的量子化学软件,处理磁性材料较好。abinit、 Siesta是免费软件,提供原代码。处理重金属不准,缺乏相应的赝势。用于计算晶体的电子结构。 Gaussian主要用于分子、离子的计算,可处理激发态,精度高,耗资源。
flapw中强烈推荐elk,主要优点:代码清晰,容易了解计算原理。后处理极为简单,像画能带图时,会自动给出高对称点,使用自带的elkband可以很容易得到能带图而不用复杂的后处理过程。同时可以处理的性质比较多。
缺点:文档太少。只有一个输入说明,不适合新手。不过官方论坛提问作者一般都会回答。再就是为方便后处理,输出文件比较多,使用前最好看下给的相关例子。再就是目前不支持mpi(可以用openmp并行),对声子不能用dfpt。
缀加球面波方法-ASW
这个软件是在量子化学网上看到的,之前一直都在使用abinit,但是苦于我要计算的体系所含元素的赝势不全,所以就尝试使用ASW。但是目前至少在小木虫上发现使用此软件的人极少。ASW程序的执行文件需要通过邮件向volker Eyert申请。
我总结ASW的特点:计算速度快;输入文件只有一个而且相对简单;磁性计算比较全面:包括无磁、铁磁、反铁磁。当然个人认为它最大的一个优点就是作者编写了很多计算和后期作图的脚本,使用很方便,特别是处理分波态密度时相当轻松。另外目前也发现了一些问题:个人感觉ASW对计算体系的结构尤其是对称性方面有很严格的限制,并不像VASP或是ABINIT那样相对宽松,还有就是它的优化功能不是很全面,可能是我使用的还不是很熟练地原因。
abinit、MS.的功能非常强大。第一性原理能计算的性能方法,基本都可以计算。但相对与VASP来说,精度方面可能需要加强。VASP计算可以结合其它的程序计算更多的性能。如结合phonopy算声子普。结合ATAT计算激发态的一些性能。
现在常用的第一性原理计算软件中最容易上手的就是MS,虽然它有很多缺点,比如说赝势不好,精度不高,源代码不开放等等,但是对于一般的科研工作而言就够用了,毕竟我们做计算的目的是寻求规律,解释现象,探求本质,而不是一味追求高精度。精度再高也是理想状态,也无法实现复杂实验条件的模拟。至于文章中图谱的效果、好看与否,更大程度上在于个人对于数据的理解程度、后续分析及数据处理,而不是软件本身了。从这个角度讲,ms则是一款比较实用的软件,把时间和精力用于软件的开发和学习还不如用来加深理论功底和数据分析!一点拙见而已。
使用Quantum-ESPRESSO中,与Abinit一样,都是开源的多功能第一性原理计算包,同样支持GW的计算,并且带有SISSA自主研发的TDDFPT,虽然现在发布的还是有很多功能限制和缺陷。另外,声子计算方面,比Abinit要简便,可以直接像给出k点一样给出q网格。事实上,DFPT方法的发明者就是Quantum-ESPRESSO的作者。另外,QE与其他一些软件包都有接口,可以协调工作,比如万尼尔方程。
计算速度也比较快,计算参数设置灵活但是不复杂,并且邮件列表里人不少,编译时也非常简单,基本不用自己设置什么参数。最大的问题就是赝势库过分不完整,很多时候只能靠着转换别的软件的赝势,或者自己生成赝势,这对不了解理论或者赝势的新手非常致命。另外不同的功能分散在不同的可执行文件中,刚开始入门时可能容易犯晕~
flapw中的wien2k也是很不错的。优点主要在于:
1、有图形界面,上手相对容易,输入和后续处理都有比较好的脚本处理,都很方便。
2、手册对各个参数介绍很全,还有mailinglist可以查询和讨论。
3、对很多物理性质直接模拟,比如光学性质,谱,声子谱等。
4、软件价格很便宜,好像是$400,可以在大型服务器上并行,处理上百个原子是没有问题的,当然计算量相对赝势程序要大。
5、常用的各种交换关联势都已经集成,GW方法已经集成只是还没有释放。
Quantum-ESPRESSO, 个人认为对初学者最大的障碍是没有好的manual. 如果以前没有用过其他的第一性原理软件对于参数的设置就比较难以理解. 不过, 确实如souledge 所说邮件列表非常活跃, 问了几次问题都能有人热心的解答. 实在不行了跟软件的作者联系, 会学到很多东西.
个人比较看好 Quantum-ESPRESSO, 作为开源软件最大的优势就是能吸纳最新的研究成果, 并且自己有更大的主动权.
㈢ 处于全球产业风口上的量子计算机,它究竟是如何工作的呢
简单来说,普通电脑的计算过程采用的是二进制系统,而量子态允许的是将更复杂的信息编码成单个数位。量子计算机的主要构件是一个“量子位”,也就是说是一个量子对象,因此可以处于无数个状态。任何具有量子特性的东西,如电子或光子,都可以作为量子位,只要计算机能够隔离和控制它。
量子计算机正在不断地完善
量子计算领域还有许多未知因素。凭借传统的计算机技术,摩尔定律确保了每两年左右的晶体管数量增加一倍。但是与量子机器相关的复杂电子学目前还没有类似的预测,对此,许多工程师预计,在未来,人类仍将仅限于对具有相对较少量子位的机器(可能只有几百个)进行应用。因此,他们也正在集中精力研究适用于预计在不久的将来可用的适度大小的量子系统的算法。
㈣ 跪求!关于计算机的文章
注:文章分两部分,计算机的现状和未来
计算机发展及现状
计算机网络是计算机技术和通信技术紧密结合的产物,它涉及到通信与计算机两个领域。它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化,在当今社会经济中起着非常重要的作用,它对人类社会的进步做出了巨大贡献。从某种意义上讲,计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术水平,而且已经成为衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。
自50年代开始,人们及各种组织机构使用计算机来管理他们的信息的速度迅速增长。早期,限于技术条件使得当时的计算机都非常庞大和非常昂贵,任何机构都不可能为雇员个人提供使用整个计算机,主机一定是共享的,它被用来存储和组织数据、集中控制和管理整个系统。所有用户都有连接系统的终端设备,将数据库录入到主机中处理,或者是将主机中的处理结果,通过集中控制的输出设备取出来。它最典型的特征是:通过主机系统形成大部分的通信流程,构成系统的所有通信协议都是系统专有的,大型主机在系统中占据着绝对的支配作用,所有控制和管理功能都是由主机来完成。
随着计算机技术的不断发展,尤其是大量功能先进的个人计算机的问世,使得每一个人可以完全控制自己的计算机,进行他所希望的作业处理,以个人计算机(PC)方式呈现的计算能力发展成为独立的平台,导致了一种新的计算结构---分布式计算模式的诞生。
一般来讲,计算机网络的发展可分为四个阶段:
第一阶段:计算机技术与通信技术相结合,形成计算机网络的雏形;
第二阶段:在计算机通信网络的基础上,完成网络体系结构与协议的研究,形成了计算机网络;
第三阶段:在解决计算机连网与网络互连标准化问题的背景下,提出开放系统互连参考模型与协议,促进了符合国际标准的计算机网络技术的发展;
第四阶段:计算机网络向互连、高速、智能化方向发展,并获得广泛的应用。
任何一种新技术的出现都必须具备两个条件:即强烈的社会需求与先期技术的成熟。计算机网络技术的形成与发展也证实了这条规律。1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC在美国诞生时,计算机技术与通信技术并没有直接的联系。50年代初,由于美国军方的需要,美国半自动地面防空系统SAGE进行了计算机技术与通信技术相结合的尝试。要实现这样的目的,首先要完成数据通信技术的基础研究。在这项研究的基础上,人们完全可以将地理位置分散的多个终端通信线路连到一台中心计算机上。用户可以在自己的办公室内的终端键入程序,通过通信线路传送到中心计算机,人们把这种以单个为中心的联机系统称做面向终端的远程联机系统。它是计算机通信网络的一种。60年代初美国航空公司建成的由一台计算机与分布在全美国的2000多个终端组成的航空订票系统SABRE-1就是这种计算机通信网络。
随着计算机应用的发展,出现了多台计算机互连的需求。这种需求主要来自军事、科学研究、地区与国家经济信息分析决策、大型企业经营管理。他们希望将分布在不同地点的计算机通过通信线路互连成为计算机-计算机网络。网络用户可以通过计算机使用本地计算机的软件、硬件与数据资源,也可以使用连网的其它地方计算机软件、硬件与数据资源,以达到计算机资源共享的目的。这一阶段研究的典型代表是美国国防部高级研究计划局(ARPA,Advanced Research Projects Agency)的ARPAnet(通常称为ARPA网)。1969年ARPA网只有4个结点,1973年发展到40个结点,1983年已经达到100多个结点。ARPA网通过有线、无线与卫星通信线路,使网络覆盖了从美国本土到欧洲与夏威夷的广阔地域。ARPR网是计算机网络技术发展的一个重要的里程碑,它对发展计算机网络技术的主要贡献表现在以下几个方面:
1、完成了对计算机网络的定义、分类与子课题研究内容的描述;
2、提出了资源子网、通信子网的两级网络结构的概念;
3、研究了报文分组交换的数据交换方法;
4、采用了层次结构的网络体系结构模型与协议体系。
未来计算机与计算机技术
计算机的要害技术继续发展
未来的计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。尽管受到物理极限的约束,采用硅芯片的计算机的核心部件CPU的性能还会持续增长。作为Moore定律驱动下成功企业的典范Inter预计2001年推出1亿个晶体管的微处理器,并预计在2010年推出集成10亿个晶体管的微处理器,其性能为10万MIPS(1000亿条指令/秒)。而每秒100万亿次的超级计算机将出现在本世纪初出现。超高速计算机将采用平行处理技术,使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理,这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的要害技术。
同时计算机将具备更多的智能成分,它将具有多种感知能力、一定的思考与判定能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段(如语音输入、手写输入)外,让人能产生身临其境感觉的各种交互设备已经出现,虚拟现实技术是这一领域发展的集中体现。
传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升,新的海量存储技术趋于成熟,新型的存储器每立方厘米存储容量可达10TB(以一本书30万字计,它可存储约1500万本书)。信息的永久存储也将成为现实,千年存储器正在研制中,这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。如是,今日的大量文献可以原汁原味保存、并流芳百世。
新型计算机系统不断涌现
硅芯片技术的高速发展同时也意味着硅技术越来越近其物理极限,为此,世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机,计算机从体系结构的变革到器件与技术革命都要产生一次量的乃至质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会在21世纪走进我们的生活,遍布各个领域。
量子计算机
量子计算机是基于量子效应基础上开发的,它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态,利用激光脉冲来改变分子的状态,使信息沿着聚合物移动,从而进行运算。
量子计算机中数据用量子位存储。由于量子叠加效应,一个量子位可以是0或1,也可以既存储0又存储1。因此一个量子位可以存储2个数据,同样数量的存储位,量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算,其运算速度可能比目前个人计算机的PentiumⅢ晶片快10亿倍。目前正在开发中的量子计算机有3种类型:核磁共振(NMR)量子计算机、硅基半导体量子计算机、离子阱量子计算机。预计2030年将普及量子计算机。
光子计算机
光子计算机即全光数字计算机,以光子代替电子,光互连代替导线互连,光硬件代替计算机中的电子硬件,光运算代替电运算。
与电子计算机相比,光计算机的“无导线计算机”信息传递平行通道密度极大。一枚直径5分硬币大小的棱镜,它的通过能力超过全世界现有电话电缆的许多倍。光的并行、高速,天然地决定了光计算机的并行处理能力很强,具有超高速运算速度。超高速电子计算机只能在低温下工作,而光计算机在室温下即可开展工作。光计算机还具有与人脑相似的容错性。系统中某一元件损坏或出错时,并不影响最终的计算结果。
目前,世界上第一台光计算机已由欧共体的英国、法国、比利时、德国、意大利的70多名科学家研制成功,其运算速度比电子计算机快1000倍。科学家们预计,光计算机的进一步研制将成为21世纪高科技课题之一。
生物计算机(分子计算机)
生物计算机的运算过程就是蛋白质分子与四周物理化学介质的相互作用过程。计算机的转换开关由酶来充当,而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。
20世纪70年代,人们发现脱氧核糖核酸(DNA)处于不同状态时可以代表信息的有或无。DNA分子中的遗传密码相当于存储的数据,DNA分子间通过生化反应,从一种基因代玛转变为另一种基因代码。反应前的基因代码相当于输入数据,反应后的基因代码相当于输出数据。假如能控制这一反应过程,那么就可以制作成功DNA计算机。
蛋白质分子比硅晶片上电子元件要小得多,彼此相距甚近,生物计算机完成一项运算,所需的时间仅为10微微秒,比人的思维速度快100万倍。DNA分子计算机具有惊人的存贮容量,1立方米的DNA溶液,可存储1万亿亿的二进制数据。DNA计算机消耗的能量非常小,只有电子计算机的十亿分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白质分子,所以生物计算机既有自我修复的功能,又可直接与生物活体相联。预计10~20年后,DNA计算机将进入实用阶段。
纳米计算机
“纳米”是一个计量单位,一个纳米等于10[-9]米,大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域,最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子,制造出具有特定功能的产品。
现在纳米技术正从MEMS(微电子机械系统)起步,把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片,其体积不过数百个原子大小,相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源,而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。
目前,纳米计算机的成功研制已有一些鼓舞人心的消息,惠普实验室的科研人员已开始应用纳米技术研制芯片,一旦他们的研究获得成功,将为其他缩微计算机元件的研制和生产铺平道路。 互联网络继续蔓延与提升
今天人们谈到计算机必然地和网络联系起来,一方面孤立的未加入网络的计算机越来越难以见到,另一方面计算机的概念也被网络所扩展。二十世纪九十年代兴起的Internet在过去如火如荼地发展,其影响之广、普及之快是前所未有的。从没有一种技术能像Internet一样,剧烈地改变着我们的学习、生活和习惯方式。全世界几乎所有国家都有计算机网络直接或间接地与Internet相连,使之成为一个全球范围的计算机互联网络。人们可以通过Internet与世界各地的其它用户自由地进行通信,可从Internet中获得各种信息。
回顾一下我国互联网络的发展,就可以感受到互联网普及之快。近三年中国互联网络信息中心(CNNIC)对我国互联网络状况的调查表明我国的Internet发展呈现爆炸式增长,2000年1月我国上网计算机数为350万台,2001年的统计数为892万台,翻一番多;2000年1月我国上网用户人数890万;2001年1月的统计数为2250万人,接近于3倍;2000年1月CN下注册的域名数为48575,2001年1月的统计数为122099个,接近于3倍;国际线路的总容量目前达2799M,8倍于2000年1月的351M。
人们已充分领略到网络的魅力,Internet大大缩小了时空界限,通过网络人们可以共享计算机硬件资源、软件资源和信息资源。“网络就是计算机”的概念被事实一再证实,被世人逐步接受。
在未来10年内,建立透明的全光网络势在必行,互联网的传输速率将提高100倍。在Internet上进行医疗诊断、远程教学、电子商务、视频会议、视频图书馆等将得以普及。同时,无线网络的构建将成为众多公司竞争的主战场,未来我们可以通过无线接入随时随地连接到Internet上,进行交流、获取信息、观看电视节目。
移动计算技术与系统
随着因特网的迅猛发展和广泛应用、无线移动通信技术的成熟以及计算机处理能力的不断提高,新的业务和应用不断涌现。移动计算正是为提高工作效率和随时能够交换和处理信息所提出,业已成为产业发展的重要方向。
移动计算包括三个要素:通信、计算和移动。这三个方面既相互独立又相互联系。移动计算概念提出之前,人们对它们的研究已经很长时间了,移动计算是第一次把它们结合起来进行研究。它们可以相互转化,例如,通信系统的容量可以通过计算处理(信源压缩,信道编码,缓存,预取)得到提高。
移动性可以给计算和通信带来新的应用,但同时也带来了许多问题。最大的问题就是如何面对无线移动环境带来的挑战。在无线移动环境中,信号要受到各种各样的干扰和衰落的影响,会有多径和移动,给信号带来时域和频域弥散、频带资源受限、较大的传输时延等等问题。这样一个环境下,引出了很多在移动通信网络和计算机网络中未碰到的问题。第一,信道可靠性问题和系统配置问题。有限的无线带宽、恶劣的通信环境使各种应用必须建立在一个不可靠的、可能断开的物理连接上。在移动计算网络环境下,移动终端位置的移动要求系统能够实时进行配置和更新。第二,为了真正实现在移动中进行各种计算,必须要对宽带数据业务进行支持。第三,如何将现有的主要针对话音业务的移动治理技术拓展到宽带数据业务。第四,如何把一些在固定计算网络中的成熟技术移植到移动计算网络中。
面向全球网络化应用的各类新型微机和信息终端产品将成为主要产品。便携计算机、数字基因计算机、移动手机和终端产品,以及各种手持式个人信息终端产品,将把移动计算与数字通信融合为一体,手机将被嵌入高性能芯片和软件,依据标准的无限通信协议(如蓝牙)上网,观看电视、收听广播。在Internet上成长起来的新一代自然不会把汽车仅作为代步工具,汽车将向用户提供上网、办公、家庭娱乐等功能,成为车轮上的信息平台。
跨入新世纪的门槛,畅想未来之时,我们不妨回顾本世纪人们对计算机的熟悉。1943年IBM总裁Thomas Wason说“我认为全世界市场的计算机需求量约为五台”。1957年美国PrenticeHall的编辑撰文“我走遍了这个国家并和许多最优秀的人们交谈过,我可以确信数据处理热不会热过今年”。1968年IBM的高级计算机系统工程师的微晶片上注解“但是……它究竟有什么用呢?”。1977年数字设备公司的创始人和总裁Ken Olson说“任何人都没有理由在家里放一台计算机”。愿我们的所言也将被证实是肤浅的、保守的。
㈤ 脚本是什么
脚本(Script)是一种批处理文件的延伸是一种纯文本保存的程序,一般来说的计算机脚本程序是确定的一系列控制计算机进行运算操作动作的组合,在其中可以实现一定的逻辑分支等
计算机俗称电脑,是一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。
可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机、神经网络计算机。蛋白质计算机等。
当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次,微机也可达每秒几亿次以上,使大量复杂的科学计算问题得以解决。例如:卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气预报的计算等,过去人工计算需要几年、几十年,而现在用计算机只需几天甚至几分钟就可完成。
科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展,需要高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标,是与计算机的精确计算分不开的。一般计算机可以有十几位甚至几十位(二进制)有效数字,计算精度可由千分之几到百万分之几,是任何计算工具所望尘莫及的。
随着计算机存储容量的不断增大,可存储记忆的信息越来越多。计算机不仅能进行计算,而且能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来,以供用户随时调用;还可以对各种信息(如视频、语言、文字、图形、图像、音乐等)通过编码技术进行算术运算和逻辑运算,甚至进行推理和证明。
计算机内部操作是根据人们事先编好的程序自动控制进行的。用户根据解题需要,事先设计好运行步骤与程序,计算机十分严格地按程序规定的步骤操作,整个过程不需人工干预,自动执行,已达到用户的预期结果。
超级计算机(supercomputers)通常是指由数百数千甚至更多的处理器(机)组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机,是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。
超级计算机拥有最强的并行计算能力,主要用于科学计算。在气象、军事、能源、航天、探矿等领域承担大规模、高速度的计算任务。
在结构上,虽然超级计算机和服务器都可能是多处理器系统,二者并无实质区别,但是现代超级计算机较多采用集群系统,更注重浮点运算的性能,可看着是一种专注于科学计算的高性能服务器,而且价格非常昂贵。
一般的超级计算器耗电量相当大,一秒钟电费就要上千,超级计算器的CPU至少50核也就是说是家用电脑的10倍左右,处理速度也是相当的快,但是这种CPU是无法购买的,而且价格要上千万。
㈥ 被称为人类科技的极限的量子计算机,计算速度有多快
量子计算机(quantum computer),是一种全新的基于量子理论的计算机,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。在传统计算机中,每个电子元件只能表示“1”或“0”、即“开”或“关”两种状态;而量子则可以同时表示多种状态,这就意味着很少的量子比特就能实现大量经典比特才能完成的计算。“如果一台量子计算机的单次运算速度达到目前民用电脑CPU的级别,那么一台64位量子计算机的速度将是目前世界上最快的‘天河二号’超级计算机(每秒33.86千万亿次)的545万亿倍!”
这样的超级计算的能力,能够颠覆目前所有天气预报、金融分析、建筑分析等等。如果将量子计算机运用在在军事方面,一秒钟就能够破译全世界所有的密码。
㈦ 一文看尽2018全年AI技术大突破:NLP跨过分水岭、CV研究效果惊人
量子位 出品 | 公众号 QbitAI
2018,仍是AI领域激动人心的一年。
这一年成为NLP研究的分水岭,各种突破接连不断;CV领域同样精彩纷呈,与四年前相比GAN生成的假脸逼真到让人不敢相信;新工具、新框架的出现,也让这个领域的明天特别让人期待……近日,Analytics Vidhya发布了一份2018人工智能技术总结与2019趋势预测报告,原文作者PRANAV DAR。量子位在保留这个报告架构的基础上,对内容进行了重新编辑和补充。这份报告总结和梳理了全年主要AI技术领域的重大进展,同时也给出了相关的资源地址,以便大家更好的使用、查询。报告共涉及了五个主要部分:
下面,我们就逐一来盘点和展望,嘿喂狗~
2018年在NLP 历史 上的特殊地位,已经毋庸置疑。
这份报告认为,这一年正是NLP的分水岭。2018年里,NLP领域的突破接连不断:ULMFiT、ELMo、最近大热的BERT……
迁移学习成了NLP进展的重要推动力。从一个预训练模型开始,不断去适应新的数据,带来了无尽的潜力,甚至有“NLP领域的ImageNet时代已经到来”一说。
正是这篇论文,打响了今年NLP迁移学习狂欢的第一枪。论文两名作者一是Fast.ai创始人Jeremy Howard,在迁移学习上经验丰富;一是自然语言处理方向的博士生Sebastian Ruder,他的NLP博客几乎所有同行都在读。两个人的专长综合起来,就有了ULMFiT。想要搞定一项NLP任务,不再需要从0开始训练模型,拿来ULMFiT,用少量数据微调一下,它就可以在新任务上实现更好的性能。
他们的方法,在六项文本分类任务上超越了之前最先进的模型。详细的说明可以读他们的论文:https://arxiv.org/abs/1801.06146Fast.ai网站上放出了训练脚本、模型等:http://nlp.fast.ai/category/classification.html
这个名字,当然不是指《芝麻街》里那个角色,而是“语言模型的词嵌入”,出自艾伦人工智能研究院和华盛顿大学的论文Deep contextualized word representations,NLP顶会NAACL HLT 2018的优秀论文之一。
ELMo用语言模型(language model)来获取词嵌入,同时也把词语所处句、段的语境考虑进来。
这种语境化的词语表示,能够体现一个词在语法语义用法上的复杂特征,也能体现它在不同语境下如何变化。
当然,ELMo也在试验中展示出了强大功效。把ELMo用到已有的NLP模型上,能够带来各种任务上的性能提升。比如在机器问答数据集SQuAD上,用ELMo能让此前最厉害的模型成绩在提高4.7个百分点。
这里有ELMo的更多介绍和资源:
https://allennlp.org/elmo
它由Google推出,全称是 B idirectional E ncoder R epresentations from T ransformers,意思是来自Transformer的双向编码器表示,也是一种预训练语言表示的方法。从性能上来看,没有哪个模型能与BERT一战。它在11项NLP任务上都取得了最顶尖成绩,到现在,SQuAD 2.0前10名只有一个不是BERT变体:
如果你还没有读过BERT的论文,真的应该在2018年结束前补完这一课:https://arxiv.org/abs/1810.04805另外,Google官方开源了训练代码和预训练模型:https://github.com/google-research/bert如果你是PyTorch党,也不怕。这里还有官方推荐的PyTorch重实现和转换脚本:https://github.com/huggingface/pytorch-pretrained-BERT
BERT之后,NLP圈在2018年还能收获什么惊喜?答案是,一款新工具。
就在上周末,Facebook开源了自家工程师们一直在用的NLP建模框架PyText。这个框架,每天要为Facebook旗下各种应用处理超过10亿次NLP任务,是一个工业级的工具包。
(Facebook开源新NLP框架:简化部署流程,大规模应用也OK)
PyText基于PyTorch,能够加速从研究到应用的进度,从模型的研究到完整实施只需要几天时间。框架里还包含了一些预训练模型,可以直接拿来处理文本分类、序列标注等任务。
想试试?开源地址在此:
https://github.com/facebookresearch/pytext
它能主动打电话给美发店、餐馆预约服务,全程流畅交流,简直以假乱真。Google董事长John Hennessy后来称之为“非凡的突破”,还说:“在预约领域,这个AI已经通过了图灵测试。”Duplex在多轮对话中表现出的理解能力、合成语音的自然程度,都是NLP目前水平的体现。如果你还没看过它的视频……
NLP在2019年会怎么样?我们借用一下ULMFiT作者Sebastian Ruder的展望:
今年9月,当搭载BigGAN的双盲评审中的ICLR 2019论文现身,行家们就沸腾了: 简直看不出这是GAN自己生成的 。
在计算机图像研究史上,BigGAN的效果比前人进步了一大截。比如在ImageNet上进行128×128分辨率的训练后,它的Inception Score(IS)得分166.3,是之前最佳得分52.52分 3倍 。
除了搞定128×128小图之外,BigGAN还能直接在256×256、512×512的ImageNet数据上训练,生成更让人信服的样本。
在论文中研究人员揭秘,BigGAN的惊人效果背后,真的付出了金钱的代价,最多要用512个TPU训练,费用可达11万美元,合人民币76万元。
不止是模型参数多,训练规模也是有GAN以来最大的。它的参数是前人的2-4倍,批次大小是前人的8倍。
研究论文:https://openreview.net/pdf?id=B1xsqj09Fm
前前后后,Fast.ai团队只用了16个AWS云实例,每个实例搭载8块英伟达V100 GPU,结果比Google用TPU Pod在斯坦福DAWNBench测试上达到的速度还要快40%。这样拔群的成绩,成本价只需要 40美元 ,Fast.ai在博客中将其称作人人可实现。
相关地址: Fast.ai博客介绍:
今年8月,英伟达和MIT的研究团队高出一个 超逼真 高清视频生成AI。
只要一幅动态的语义地图,就可获得和真实世界几乎一模一样的视频。换句话说,只要把你心中的场景勾勒出来,无需实拍,电影级的视频就可以自动P出来:
除了街景,人脸也可生成:
这背后的vid2vid技术,是一种在生成对抗性学习框架下的新方法:精心设计的生成器和鉴别器架构,再加上时空对抗目标。
这种方法可以在分割蒙版、素描草图、人体姿势等多种输入格式上,实现高分辨率、逼真、时间相干的视频效果。
好消息,vid2vid现已被英伟达开源。
研究论文:https://tcwang0509.github.io/vid2vid/paper_vid2vid.pdf
GitHub地址https://github.com/NVIDIA/vid2vid
相关地址
相关地址
㈧ 苹果手机如何让辅助脚本在量子特攻中运行
方法/步骤
首先打开并解锁手机,在手机桌面找到并点击<设置>功能。
㈨ 如何自学影视剪辑呢
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㈩ 量子通信领先再传喜讯,攻克一大难关
由于数字 科技 的不断发展,现在很多设备传输方面都需要用,一些加密的手段来保护敏感的数据而近代以来,黑客的手段, 科技 也是不断的在提升。
一个不可分割的基本个体
最近的登月任务就已经实现了很多世界瞩目的第一,而我国在量子领域之间的发展也是很让世界瞩目航天领域与中国创造创新都取得了相应的巨大成果在新世纪之后 科技 的发展许多民企的技术甚至可以超越军工企业在一些制造业的领域,现在普遍都是民企率先通过技术难关,取得了 科技 发展的相应成果,在我国 科技 发展中也能够起到至关重要的作用,量子是一个在物理学中,常用到的概念也是指一个不可分割的基本个体。
量子领域处于波函数状态
根据量子力学的基本理论,绝大多数物理学家将量子力学视为理解和描述自然的基本理论,在没有被观测的情况下,描述量子的各个物理参数是处于不确定的状态,量子通信实际上是利用量子态作为信息载体来进行信息交互的通信技术,简单来说它就得把量子信息从单个载体上转移到多个载体间的纠缠态上,安全性方面远高于目前的通信方式,这就是量子加密通信的最为重要实际意义之所在---信息安全。
与我们每个人息息相关
中国成功发射世界首颗量子科学实验卫星,首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建起天地一体化的量子保密通信与科学实验体系,实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升,这一切的发展都离不开我国在外太空信息技术领域的发展,量子通信与量子雷达、量子芯片已实现产业化,全球首个可移动量子卫星地面站在济南与“墨子号”卫星对接成功,看似离我们很遥远,但又与我们每个人息息相关,对于未来的 科技 发展来说,哪个国家能够率先掌握更加先进的技术,哪一个国家就会在未来发展大国博弈中抢下先机。
已经进入64个国家的市场
在美国去强势打压下被迫出售自己的旗下品牌荣耀,现在芯片加工就因为核心技术的问题,华为在相关的手机业务上,处处受到阻碍,现在虽然说华为的主要业务并不在手机方面但是,其中的影响难免会导致相关业绩的,下滑,而现在华为生态方面就已经取得了巨大的成功就拿它的相关旗下清洁产品清易来说,而且一成立就已经进入64个国家的市场,说明中国产品,在创新方面拥有很大的技术潜力,但是很多产品,对于发达国家来说还是有一定的差距但是相信随着现在 科技 水平的不断提升,
我国已经在很多领域都取得了重大突破,用不了多久就会赶超发达国家的技术水平,而量子技术加密也可以利用物理规律来保证信息的安全性,这种技术,可以说是瞬时完成的在理论上来说也是很难被破解的。