12 · เอาแม่เหล็กมาคิดจริง ๆ
เราลอกฟิสิกส์มาทำความคิด ตอนนี้กำลังเอาความคิดกลับไปใส่ฟิสิกส์
วงกลมนี้ปิดตัวเองในอีกสิบสองบทที่เพิ่งอ่านจบ และมันปิดในที่ที่ตรงไปตรงมาจนเกือบจะน่าขำ
ย้อนกลับไปดูว่าเราทำอะไรมา ก้อนเหล็กมีเข็มทิศจิ๋วที่หาสถานะพลังงานต่ำสุดได้เองโดยไม่มีใครสั่ง เราเอากฎข้อนั้นออกมา เขียนเป็นสมการ แล้วเอาสมการนั้นไปรันบนคอมพิวเตอร์ที่ทำงานด้วยหลักการคนละอย่างสิ้นเชิง — คอมพิวเตอร์ที่สลับสวิตช์ทีละตัวตามลำดับคำสั่ง
คำถามที่ตามมาจึงตรงไปตรงมา ถ้าก้อนเหล็กทำเรื่องนี้ได้เองอยู่แล้ว ทำไมเราต้องจำลองมัน
นี่คือความคิดที่อยู่เบื้องหลังของที่เรียกว่า Ising machine — ฮาร์ดแวร์ที่ไม่ได้คำนวณคำตอบทีละขั้น แต่ปล่อยให้ฟิสิกส์ของตัวมันเองไหลลงไปหาคำตอบ ตั้งปัญหาให้อยู่ในรูปของภูมิประเทศพลังงาน สร้างระบบจริงที่มีภูมิประเทศหน้าตาแบบนั้น แล้วปล่อยมือ ระบบจะกลิ้งลงก้นหลุมเองตามธรรมชาติของมัน คำตอบคือที่ที่มันไปนอน
มีหลายแบบที่สร้างกันอยู่ บางแบบใช้แสง โดยให้พัลส์เลเซอร์ที่วิ่งวนในเส้นใยแก้วนำแสงทำหน้าที่เป็นเข็มทิศ บางแบบใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ธรรมดาที่ออกแบบให้เลียนพฤติกรรมของสปิน บางแบบใช้ชิปดิจิทัลเฉพาะทางที่ยังคำนวณเหมือนเดิมแต่ออกแบบมาเพื่อโจทย์รูปนี้อย่างเดียว
และตรงนี้ต้องระวังมาก เพราะสาขานี้มีตัวเลขที่ถูกอ้างเกินจริงบ่อยกว่าค่าเฉลี่ย
สิ่งที่หลักฐานปัจจุบันบอกมีสามข้อ
ข้อแรก จากบทความทบทวนใน Nature Reviews Physics ปี 2022 — ฮาร์ดแวร์ Ising ที่ใช้เทคโนโลยีดิจิทัลแบบคลาสสิกทำผลงานได้ดีที่สุดในโจทย์มาตรฐานที่ใช้เทียบกัน ไม่ใช่แบบที่ใช้แสงหรือแบบที่อ้างความเป็นควอนตัม
ข้อสอง ผลขึ้นกับรูปของโจทย์เป็นอย่างมาก ไม่มีเครื่องไหนชนะทุกโจทย์ เครื่องที่ชนะขาดในโจทย์รูปหนึ่งอาจแพ้ซอฟต์แวร์ธรรมดาในอีกรูปหนึ่ง ตัวเลขที่วัดได้ล่าสุดตัวหนึ่งคือ Digital Annealer รุ่นสองของ Fujitsu ทดสอบบนโจทย์ Max-Cut ที่มีตัวแปรถึง 53,000 ตัว โดยวัดเป็นเวลาจริงบนนาฬิกา ได้ผลดีกว่าวิธีที่ดีที่สุดที่มีอยู่ในราว 69.2 เปอร์เซ็นต์ของชุดที่ทดสอบ — ซึ่งแปลว่ามีอีกราวสามสิบเปอร์เซ็นต์ที่มันไม่ชนะ
ข้อสาม และข้อนี้สำคัญที่สุดสำหรับคนที่ได้ยินคำว่าควอนตัมมาพร้อมกัน — การอ้างว่าเครื่องหนึ่งเร็วกว่าอีกเครื่องเป็นเรื่องที่ถูกโต้แย้งกันอยู่จริง มีการแสดงว่าเครื่องแบบ coherent Ising machine ทำได้ดีกว่าเครื่องของ D-Wave ในโจทย์บางประเภท ซึ่งทีม D-Wave โต้แย้ง และที่ต้องพิมพ์ไว้คือ ในเครื่องแบบ coherent นั้น การเชื่อมพัลส์แสงเข้าด้วยกันทำผ่านการวัดกับการป้อนกลับทางอิเล็กทรอนิกส์ จึงไม่มีการพัวพันเชิงควอนตัมระหว่างพัลส์ ความเร็วที่วัดได้จากเครื่องแบบนี้ ไม่ใช่ความเร็วที่มาจากควอนตัม ไม่ว่าจะเขียนข่าวยังไงก็ตาม
ดังนั้นคำตอบที่ซื่อสัตย์ต่อคำถามว่า "ฮาร์ดแวร์แม่เหล็กจะเร็วกว่าชิปปัจจุบันหลายสิบเท่าไหม" คือ ในบางโจทย์ บางเครื่อง และยังไม่ใช่โจทย์ที่ AI ใช้อยู่ทุกวันนี้
สิ่งที่น่าสนใจกว่าตัวเลขคือรูปของเรื่อง เพราะเรื่องนี้กำลังเดินซ้ำบทที่ 2 ทั้งบท
คนที่สร้าง Ising machine วันนี้อยู่ในตำแหน่งเดียวกับ Lilienthal พวกเขามีกฎที่ถูกอยู่ในมือแล้ว และกำลังหาว่าจะทำมันออกมาจากวัสดุอะไร ชั้นที่ยากไม่ใช่ความคิด ความคิดจบตั้งแต่ปี 1982 ชั้นที่ยากคือไนลอนของ de Mestral — วัสดุกับวิศวกรรมที่ทำให้ของที่ถูกในทฤษฎีใช้งานได้จริง แปดปีนั้นเขาไม่ได้ใช้คิด เขาใช้ทำ
ปิดท้ายด้วยสิ่งที่ยังลอกไม่ได้
สิบสองบทนี้เป็นเรื่องของการลอกที่สำเร็จ ทุกครั้งที่สำเร็จ สิ่งที่ลอกได้คือกฎที่มีคนเขียนออกมาเป็นตัวหนังสือได้แล้ว แรงยกเขียนเป็นสมการได้ พลังงานของสปินเขียนเป็นสมการได้ ตะขอกับห่วงวาดรูปได้
สิ่งที่ยังลอกไม่ได้ในวันนี้ คือของที่ยังไม่มีใครเขียนกฎของมันออกมา
สมองเด็กอายุสามขวบเรียนภาษาจากตัวอย่างไม่กี่ล้านคำ โมเดลภาษาใช้หลายล้านล้านคำ ความต่างนี้ไม่ใช่เรื่องขนาด มันแปลว่ามีกลไกอะไรบางอย่างในนั้นที่เรายังไม่รู้จัก สมองทั้งก้อนกินไฟประมาณเท่าหลอดไฟดวงหนึ่ง ศูนย์ข้อมูลไม่ได้ใกล้เคียงเลย คนเรียนของใหม่ได้โดยไม่ลืมของเก่า ซึ่งเครือข่ายเทียมทำได้ยากมากจนมีชื่อเรียกอาการนี้โดยเฉพาะ
ของพวกนี้ไม่ได้ลอกไม่ได้เพราะมันลึกลับ มันลอกไม่ได้เพราะยังไม่มีใครส่องกล้องเจอตะขอ
และบทเรียนของเล่มนี้ก็ตรงไปตรงมาตามนั้น — เวลาเจอของในธรรมชาติที่ทำสิ่งที่เราอยากทำได้ อย่ารีบลอกสิ่งที่ตาเห็น เพราะสิ่งที่ตาเห็นคือปีกที่กระพือ เป็นหนามสีเขียวกลม ๆ เป็นเซลล์ที่มีสารเคมีสิบกว่าชนิด
ของที่ต้องเอามาอยู่ลึกกว่านั้นหนึ่งชั้นเสมอ และมันมักจะน่าเบื่อกว่ามากตอนเจอ
แรงยก ตะขอ ก้นหลุม
บทนี้จะผิดเมื่อ: มี Ising machine ที่แสดงความได้เปรียบเหนือฮาร์ดแวร์ทั่วไปอย่างสม่ำเสมอในโจทย์การเรียกใช้โมเดลภาษาขนาดใหญ่ ไม่ใช่เฉพาะโจทย์เชิงการจัดหมู่ หรือมีการวัดที่ล้มข้อสรุปของบทความทบทวนปี 2022 ว่าฮาร์ดแวร์ดิจิทัลแบบคลาสสิกทำผลงานดีที่สุดในโจทย์มาตรฐาน
บทถัดไป · 14 / 1413 Sources