今天一個消息把人震撼到了！說微軟和一家美國國家實驗室合作，利用人工智能在80個小時內對3200萬種材料進行了篩選，從中找出了18種潛在的新電池材料，包括固態電解質，而且還沒有用到量子計算，是不是令人瞠目結舌？科學家們也是如獲至寶，目前已開始合成這些材料，緊鑼密鼓地進行測試，希望能開發出令人興奮的新的電池材料。

但這還只是這個消息表面傳達的信息，如果你理解了背後的邏輯，你可能會更爲喫驚，因爲這很可能預示着即將到來的人類科技樹爆發，很可能是你完全無法想象的兇猛！

未來大殺器

這個消息背後隱藏的信息是說人工智能實際找到的不是18種，而是23種電池材料，其中有5種是已知的，也就是說是人類通過科學研究已經發現了的，你想到背後的邏輯沒有？那麼多科學家那麼多年的研究，那麼多經費的投入，才找到了5種確定的電池材料，而人工智能在80個小時內，幾乎不費吹灰之力就從3200萬種中找到了23種，如果測試結果表明那18種都是可用的，那麼這套系統用於類似的其他篩選，將可能對人類科技發展產生多大的影響？你能想象嗎？

這套系統就是今年新推出的Azure量子元素，微軟未來探索微觀世界的大殺器，是微軟專爲加速科學發現而構建的雲服務。它利用高性能計算、人工智能和量子計算的最新技術，幫助科學家們通過Copilot 等工具來設計、編碼和呈現分子模型，模擬和預測化學及材料科學方面的問題。

通俗來說，就是這套系統要利用量子計算機的優勢，從分子層面模擬化學反應的發生，來找到我們解決各種問題所需的各種新材料。但現在量子計算機還沒有誕生，所以這套系統是通過高性能計算和人工智能來模擬的，即使如此，也發揮出了強大的力量，取得了不可思議的效果。

那麼效果究竟有多好呢？微軟自己的說法是，使用這套系統尋找材料的客戶，有的已經把獲得結果的時間從6個月縮短到了一週，有的把同時篩選的候選材料從幾千個擴展到了幾千萬個，還有的把化學模擬速度提高了50萬倍，相當於把一年的研究時間壓縮到了1分鐘。此前在推特上，微軟CEO還聲稱，要把未來250年的化學和材料科學壓縮到未來25年完成，這是要在25年內讓人類長生不老的節奏啊，你們說是不是這個邏輯？

原則上來說，我們的身體就是一個極爲精細的利用化學能的機器，因爲各種部件的磨損和老化，所以最終會死去，但如果能找到各種對症的化合物，當然可以徹底解決機器的磨損和老化問題。

發現新材料

微軟這次合作的是美國太平洋西北國家實驗室(PNNL)。

以前要找到新的電池材料，科學家們需要去翻紛繁複雜的論文，尋找各種候選材料組合研究，然後進行實驗篩選，絕大多數時候都是徒勞無功失敗的，所以有人說所謂的材料科學就是碰運氣，碰上了你可能就諾貝爾，碰不上你就只能墳頭草三尺高。最讓人無語的，是這些失敗絕大多數時候都不會出現在論文中，這就導致大家一次又一次地去重複失敗的篩選，浪費時間精力和金錢。

這次PNNL的研究人員和微軟合作，根據需要開發的新電池性能，用人工智能列出了3200萬種可能的材料，然後通過算法過濾去掉了化學不穩定的，先把名單減少到50萬種，後來又縮小到800種。之後利用人工智能和高性能計算相結合，對這些材料進行分子動力學計算，模擬原子在材料內的運動，對候選材料的能量狀態進行更精確的分析，再次將名單縮小到150種。最後利用高性能計算對材料的可用性和成本進行評估，最終篩選出了23種材料，整個過程一共耗時80個小時。

科學家們驚喜地發現，其中有一種材料是一種固態電解質，比現在所用的材料更穩定更具成本效益，而它可能是因爲含有鈉和鋰，此前被無情地忽略了，因爲通常認爲這種組合對電池有害。但這次的篩選卻發現，這兩者似乎可以互相幫助，反而會減少70%的鋰用量，所以會帶來成本上的巨大優勢。目前科學家們已經合成了這18種材料，並開始對它們進行測試。

量子人工智能

測試的結果暫時我還不知道，但這不是重點，重點是人工智能可能確實能大大加速科學的進步。此前科學家們一直認爲，只要開發出數百個真正可用量子比特的計算機，就可以模擬青黴素分子的複雜結構，幾千個就可以破解目前所有的加密數據。現在即使還不能用量子計算機來模擬，但已經通過算法和人工智能實現了有實用意義的篩選，最關鍵的是，速度還如此之快，真的是完全難以想象。

而IBM和哈佛大學等機構，已經在通用量子計算機制造上取得了一個又一個突破，量子計算機最終可能會在10年內誕生。微軟也在2022年聲稱，實現了通向量子計算機的第一個里程碑：創造和控制馬約拉納準粒子，這種粒子被認爲可以讓他們設計出可靠的邏輯量子比特，從而打造真正的超級量子計算機。

Azure量子元素可能就是在這個背景下誕生的，最終目的是利用人工智能——它可以理解人類語言，量子超級計算機——它可以理解大自然的基礎語言——化學，兩者結合起來，就可以實現量子化學，以前所未有的規模、速度和精度在微觀世界模擬分析化學過程，從而帶來化學和材料科學的巨大進步。所以整個系統，我們不妨理解爲量子人工智能，好吧，似乎和人類沒有什麼關係了，你是不是已經隱隱約約覺得有些脊背發冷了？

一把雙刃劍

比如利用AI篩選開發藥物就已經是較爲普遍的現象，並且已有多個成功的案例。像是新冠疫情期間的神藥，輝瑞的Paxlovid就是在超級計算機的AI算法下幫助開發的。加拿大多倫多大學今年利用一個人工智能藥物發現平臺，發現了一個新的肝細胞癌靶點，並在30天內就開發出一種潛在的治療藥物。根據英國AI製藥公司Exscientia的數據，AI可以將藥物開發時間從以前的平均4年半，減少到大約13.7個月，整整縮短了四分之三！

然而巨大的力量也意味着巨大的風險，比如量子人工智能可以到量子世界去，在分子層面模擬篩選藥物和材料，當然也可以篩選出毒藥和更厲害的爆炸物。最著名的一個例子，就是2021年9月，兩位科學家利用人工智能平臺MegaSyn，只用了不到6小時時間，就生成了40000種毒性相當於VX的致命分子，而VX神經毒劑只需要6~10mg，也就是幾個鹽粒大小的顆粒，就能致人於死地。

當然，這些都是我們人類可以控制的，即使有壞人，也不太可能造成大規模的風險。但未來人工智能很可能無處不在，再加上量子計算機的加持，然後AI又發展出自我意識的話，誰知道那時候會發生些什麼呢？我們不能到微觀量子世界去，它們可以代替我們去，誰知道它們在那裏又會搞出些什麼來呢？

所以我總覺得，有了AI和量子計算機，我們人類似乎就是這個世界上多餘的了，它們可以完成所有的事情，多餘的東西還有什麼存在的意義呢？好在現在纔剛剛開始，我們大可享受它們帶來的便利，比如啪一聲，開發出一種新藥來治病，讓我們的身體恢復健康；啪一聲，發現一種新的固態電解質，可以讓電動車充電10分鐘，續航幾千公里；比如啪一聲，讓你每次考試都得100分，自己再也不用動什麼腦子了。

好吧，不能再啪下去了，再啪下去我們就真的多餘了。其實你發現沒有，現在很多人就已經是多餘的了，但這並不妨礙我們這個世界和諧地運作下去，所以還有什麼杞人憂天的必要呢？科技大爆發要來，就讓它來得更猛烈些吧。