量子计算或将实际应用；AI数据训练AI或致崩溃；宇宙中的一切在蒸发…｜WE科学周报

量子因波动而拥挤碰撞所产生的量子噪声，让量子计算错误率很高。6月15日，Nature 以封面文章的形式报道了一项重要进展：IBM团队研发了一种全新的抵消量子噪声的方式，无需量子纠错，让拥有127个量子比特的Egle量子处理器成功进行了一些复杂运算并保证了准确性（经超级计算机检验），而对于超级计算机无法实现的更复杂的计算也给出了答案。研究人员特意放大并测量处理器在不同水平上的噪声，然后建立函数模型，推断出在没有任何噪声情况下处理器可能得出的运算结果。尽管从长远来看，仍然需要真正攻克“量子纠错”才能让量子计算机实现更多复杂计算，但这种“误差缓解”技术可作为短期策略，让当前有噪声的量子计算处理器也能开展一些实际应用，比如在计算材料的性质或基本粒子相互作用等现实任务上击败经典计算机。

论文 👉

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06096-3

Meta首席AI科学家、图灵奖得主Yann LeCun认为，GPT这种根据概率生成自回归的大语言模型，无法获得关于真实世界的知识，不可控、无法破除幻觉难题，而学习世界模型（即世界如何运作的内部模型）的AI可以更快地学习、规划复杂任务，随时应对不熟悉的新情况，才有可能达到人类智能水平。6月14日，Meta发布了首个基于LeCun世界模型概念的“类人”AI模型I-JEPA，可以比现有模型更准确地分析和完成缺失的图像。研究者设计学习算法来捕获现实世界的常识，然后将其编码为算法可以访问的数字表征，让I-JEPA以自监督的方式学习这些表征（即直接从图像或声音等未标记的数据中学习，而不是从手动组合的标记数据集中学习）。实际应用时，它在补全图像的过程中比较的是图像的抽象表征，而非关注像素级细节本身，能够预测未见区域的高层次语义信息，从而更好地捕捉图像的语义内容。I-JEPA在多项计算机视觉任务上取得非常不错的效果，并且计算效率远高于其他广泛使用的计算机视觉模型。

论文 👉

https://arxiv.org/pdf/2301.08243.pdf

大模型的训练数据最初来自于人类资源，如书籍、文章、照片等，但随着ChatGPT等生成式AI的广泛应用，AI生成的数据越来越多。如果未来大模型仍然依赖于从网络上爬取数据，就不可避免地要在训练集中引入AI生成的内容。近日，牛津大学、剑桥大学的研究人员在预印本网站arXiv上发表论文警示，如果在训练时大量使用AI生成的内容，会引发模型崩溃（model collapse），造成不可逆的缺陷。模型崩溃指的是一个退化的学习过程，随着时间推移，模型开始遗忘真实的基础数据部分，对现实世界的感知产生错误的理解。即使在训练后代模型时使用的人类创作数据占比依然有10%，模型崩溃也还是会发生。研究人员建议一种方法是保留人类生成的数据集副本，避免与AI生成的数据混淆，让模型根据这些数据定期重新训练。另一种方法是将新的、清洗过的、人类生成的数据集重新引入到模型训练中。 研究人员表示，在充斥着AI及其生成的内容的未来，人类创造的内容或许会比今天更有价值，尤其是作为AI原始训练数据的来源。

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https://arxiv.org/abs/2305.17493v2

霍金曾预测，黑洞强大的引力场会导致事件视界附近的量子场混乱，并使黑洞的能量以光子的形式辐射出去，最终蒸发殆尽。不过，荷兰拉德布德大学的科学家最近在《物理评论快报》上发表了一种新颖的理论，认为宇宙中一切有足够大质量的天体最终都将因为霍金辐射而归于虚无，并不仅限于黑洞。这也许意味着，在很长一段时间之后，宇宙中组成一切星辰的物质都会发生能量转化，最终蒸发化为乌有。研究人员将霍金辐射放入施温格效应理论框架中进行考察，通过在数学模型中调节引力场强度而再现了霍金辐射。这表明霍金辐射的产生并非必须依赖于黑洞事件视界的特殊环境，引力场已经是创造量子波动和光子的所有要素，其他拥有足够大质量、可导致时空发生翘曲的天体，也可以产生霍金辐射。不过，要想验证这个理论，还需要观测具有强引力场的致密天体（如黑洞、中子星等）周围是否会产生霍金辐射。

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https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.221502

6月12日，Cancer Cell 上发表的一篇论文称，整体脂肪堆积和在身体不同部位的分布会影响许多不同类型癌症的风险，其中一些影响在性别之间存在差异。研究纳入44万余名37-73岁英国居民数据，平均随访时间为13.4年。结果发现，所有类型的癌症（除了脑癌、宫颈癌和睾丸癌）都与至少一种肥胖相关特征有关。与脂肪分布相比，脂肪堆积与更多的癌症有关。此外，脂肪堆积或分布在两性之间对结直肠癌、食道癌和肝癌的影响不同。在女性中，整体脂肪堆积与癌症之间关联最密切的是胆囊癌、子宫内膜癌和食管癌，而腹部脂肪比例较大与女性食管鳞状细胞癌有关，但与男性无关。在男性中，整体脂肪积累与癌症之间关联最密切的是肝细胞癌、肾细胞癌和乳腺癌。脂肪堆积与男性患肝细胞癌的高风险相关，但这一影响在女性中并不存在。

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https://doi.org/10.1016/j.ccell.2023.05.010