IBMは今後5年間で全人類に大きな影響を与える5つの主要な技術革新を発表

海外メディアの報道によると、IBMは3月19日に「Five-for-Five」レポートを発表し、世界の海洋を監視する超小型AIカメラや量子コンピューターの実用化など、今後5年間で人類の生活に多大な影響を与える5つの驚くべき技術革新を強調した。

図: IBMが発表した世界最小のコンピューター

1. AIロボットカメラが清潔な水の供給を支援

2025年までに、世界人口の4分の1が水不足に悩まされることになる。微小なプランクトンの行動は、化学汚染レベル、温度変化など、水質に関する重要な手がかりを提供します。

IBM が開発し、人工知能 (AI) を搭載した自律型ロボット カメラは、この行動をこれまでよりも詳細に監視できる可能性があります。カメラで収集されたデータを分析することで、湖や海の水質や生物に影響を与える要因に関するリアルタイムの洞察が得られます。

「モノのインターネットを使えば、あらゆるところにセンサーを設置できる。これはそれをAIと組み合わせる方法の一例だ」とIBMリサーチの副社長兼研究所長ジェフ・ウェルザー氏は本日の報告に先立ち語った。

「将来、人々があらゆる種類の浄水問題に直面することは分かっています。また、水中に微生物がいることも分かっています。彼らに何が起こっているのかを教えてもらえるなら、潜在的な問題を理解する素晴らしい方法になるでしょう」とウェルザー氏は語った。

これらのデバイスを大規模に展開できるようにするには、デバイスの電力を低く抑えることが非常に重要です。これを実現するために、IBM のカメラにはレンズ、フォーカス機構、その他の複雑な機械部品は含まれておらず、光センサーを通じて影と動きを追跡するだけです。

「このことから多くの情報が得られます」とウェルザー氏は説明した。「これらの微生物は通常通り動き回っているのでしょうか？この行動が何を意味するかについては、科学的に非常に興味深い点がたくさんあります。」

2. 偽造品対策のための暗号アンカーとブロックチェーン

模造品を好む人はいません。ブロックチェーンと暗号アンカーは、偽造品の撲滅と食品サプライチェーンの安全確保に役立ちます。

世界経済は詐欺や偽造により毎年最大6,000億ドルの損失を被っており、ブロックチェーンは食品からダイヤモンド、命を救う医薬品に至るまであらゆるものの安全性を向上させる大きな可能性を秘めています。

グローバル経済では、商品は生産地から最終消費者に届くまでの間に、さまざまな人の手に渡ります。これにより、データを自由に改ざんしたり盗んだりすることが可能になりますが、ブロックチェーン技術はこれらの問題を解消するのに役立ちます。

ただし、これが機能するためには、物理​​的な製品とブロックチェーン上のデジタル記録の間に改ざん防止リンクが必要です。ここで登場するのが、暗号化アンカーです。これは、移動のあらゆる段階を安全に保つための「デジタル指紋」として機能する微細なコードまたは識別子です。

「ここでの課題は、ブロックチェーンはすべての取引を記録できるが、スキャンされたバナナが本物のバナナであることがわかるように、どこかで取引を実際の物理的対象物にリンクさせる必要があることだ」とウェルサー氏は語った。

「暗号アンカーは基本的に、極小のQRコードのような小さなコードが埋め込まれており、類似のQRコードに置き換えようとすると、改ざんされていることがわかります」とウェルサー氏は説明した。「これらのコードをブロックチェーンに配置すると、サプライチェーンが保護されます。」

3. 格子暗号は量子ハッカーを阻止する

量子コンピュータの時代には、格子と呼ばれる複雑な代数構造が非常に貴重なツールとなるでしょう。ますます多くの機密データがオンラインで収集され、保存されるようになると、ほぼ 100% のコンピューティング能力がますます安価で利用可能になるにつれて、セキュリティ対策はハッカーの能力の増大に追いつく必要があります。

これまで、ますます高度化する暗号化は、ハッカーの CPU パワーの増大に対する標準的な対応策でした。量子コンピューティングが主流になるにつれて、量子ハッキング攻撃に対する防御はますます困難になるでしょう。

「現実には、ネットワークの安全を保つために絶えず戦いが繰り広げられており、悪者を締め出すために暗号化を継続する必要がある」とウェルサー氏は述べた。「コンピューターが高速化しても、ハッカーの先を行くことができなければならない。量子コンピューターは特に懸念される」

格子暗号では、理論上の百万量子ビットの量子コンピュータでも解読が困難な高次元代数構造でデータをエンコードします。

また、完全準同型暗号化（FHE）の可能性も開かれ、コンピューターがデータを暗号化されたまま操作できるようになるため、データを処理する前に復号化する必要があり、ハッキングに対して脆弱になる既存のシステムに内在するセキュリティ上の欠陥が排除されます。たとえば、これは、信用格付けシステムが個人データを公開することなく信用スコアの決定を行えることを意味する可能性があります。

4. AIの偏見は蔓延するが、公正なAIだけが生き残る

AI システムの良し悪しは、トレーニングに使用したデータの品質に左右されます。データが偏ったり、妥協したりして収集された場合、その結果は、モデル化しようとしている現実世界と一致しない可能性が高くなります。

偏見を監視し、その原因を根絶する新しい方法を設計することが、現実を正確に反映する AI ソフトウェアを作成する鍵となります。

「AIがもたらす期待の1つは、AIが人間のような偏見を持たないため、より偏りのない方法で意思決定を行えるようになることです」とウィルサー氏は言う。「住宅ローンを組むべきか、誰を保釈すべきか、誰を採用すべきかなどを考える場合、それらすべてに偏見が内在しています。」

「AI システムは、より偏りのない決定を下せるようになることを期待していますが、AI はトレーニングにデータに依存しており、データに偏りがあれば AI も偏ってしまうという課題があります」とウェルサー氏は付け加えた。「私たちは、システムが意図せず偏りを学習する仕組みを研究するとともに、望まない偏りを教えようとするプレイヤーからシステムを保護することに多くの時間を費やしています。」

このようにトレーニングされた AI システムは、偏見のない客観的な世界モデルを提供し、最も成功する可能性が高いです。これは、AI を使用して社会問題に対処したり、人命に影響を与える決定を下したりしようとするあらゆる業界や研究分野が直面する道徳的および倫理的問題に対処するのに役立ちます。

5. 量子コンピューティングは研究室から現実世界へと移行する

IBMの研究者らは今日、5年後には量子コンピューティングがあらゆるコンピュータ工学の学位の基本要素となるだろうと予測した。根本的に理解され、もはや謎に包まれた技術ではなく、多くの分野や業界にまたがる問題を解決するための実用的なツールになるでしょう。

「私たちは量子コンピューターを使って多くのことを行っています」とウェルサー氏は語った。「誰でも使えるクラウド上の15量子ビットシステムがあり、興味深いことが数多く起きています。」

現在では 10 万件以上のヒットがあり、プログラムを書くこともできます。しかし、今のところはまだおもちゃであり、研究者の遊び場だとウェルザー氏は言う。

「今後 5 年間で、十分に大きく、エラー率が低いシステムが実現し、本当に価値があり興味深いものが実現すると思います」とウェルサー氏は言う。「最も可能性の高い分野は、分子や化学結合のシミュレーションを含む量子化学です。」

「今日、私たちは非常に大規模で高性能なコンピューティング システムを使用していますが、それでも分子や原子のシミュレーションを深く進めようとすると、変数が多すぎるため非常に困難になります」と Welser 氏は付け加えました。「そしてもちろん、原子より小さいレベルで作業する場合、これらは量子変数になります。それらを直接シミュレーションできるのは量子コンピューターだけです。」

あらゆる科学分野でのキャリアを目指す人にとって、量子コンピューティングの理解は不可欠です。将来、学生たちは大学を卒業するときに、自ら量子発電マシンを実習する経験をすることになります。

今日のほとんどのエンジニアや科学者がコンピューティング用語「ビット」の意味を要約できるのと同じように、5 年後には「量子ビット」という用語が広く理解されるようになるでしょう。