סופרפוזיציה

באתר zemaze.co.il, מיזם שיתופי להעלאת סרטונים מכל העולם עם כתוביות בעברית ותרגום תוכן לעברית תמצאו תכנים בהם מופיע הערך סופרפוזיציה.

המחשב הקוונטי למתחילים: מדריך לעתיד ה- AI

המחשב הקוונטי למתחילים

המחשב הקוונטי למתחילים: מדריך לעתיד ה- AI. תרגום תוכן, סרטון מערוץ היוטיוב © Science ABC. בערוץ מאמינים שאם מדע יועבר בפשטות ויהפוך לקליל ומהנה הוא יכול להיות מתאים לכולם. תמצאו כאן הסברים פשוטים לנושאים מורכבים כמו התארכות הזמן של איינשטיין, מערכת החיסון, אבולוציה, שזירה קוונטית ועוד. הסרטון הפעם על מהפכת המחשוב הקוונטי. המחשבים הקוונטיים עדיין לא במיינסטרים, וייקח שנים עד שיגיעו לשימוש מסחרי רחב היקף. היכולת שלהם לפתור בעיות מורכבות תעצב מחדש את הטכנולוגיה, הרפואה והתעשייה כפי שאנו מכירים אותה.

תרגום הסרטון

מהו מחשב קוונטי ואיך הוא פועל

מחשב קוונטי הוא מחשב מתקדם המשתמש בעקרונות הפיזיקה הקוונטית לביצוע חישובים במהירויות שלא ניתן להשיגן אפילו על ידי מחשבי העל (Supercomputers) המובילים בעולם המודרני.

כדי להבין כיצד מחשב קוונטי פועל, דמיינו שאתם משחקים משחק שחמט ורוצים לחזות את כל המהלכים האפשריים שיריבכם עשוי לבצע. ניתן לעשות זאת באמצעות מחשב קלאסי. הוא יעבור על כל מהלך של היריב שלכם בזה אחר זה עד שירוץ על כל המהלכים האפשריים. התהליך הזה, כפי שאתם יכולים לדמיין, יכול לגזול זמן. עם זאת, אם היה לכם מחשב קוונטי, הוא היה מדמה את כל המהלכים האפשריים של היריב בבת אחת, בשבריר מהזמן שלקח למחשב הקלאסי. זה דומה למה שמחשב קוונטי יכול לעשות בתחום הניתוח והחישוב.

ההבדל המהותי: מביטים ל-Qubits

מחשב קוונטי ומחשב קלאסי דומים בכמה מובנים. לשניהם יש מעגלים, שבבים ושערי לוגיקה לעיבוד מידע ושניהם מופעלים על ידי אלגוריתמים.

ההבדל העיקרי טמון באופן שבו הם מעבדים מידע. מחשבים קלאסיים משתמשים בביטים בינאריים (bits) שערכיהם 0 או 1 ומייצגים את מצב ה-"מופעל" או ה-"כבוי" של זרם חשמלי. מחשבים קוונטיים לעומת זאת משתמשים בקיוביטים (qubits) שיכולים להתקיים בשני המצבים בו זמנית, תכונה הידועה בשם סופרפוזיציה (Superposition). היכולת הייחודית הזו של קיוביטים פותחת עולם של אפשרויות ומאפשרת למחשבים קוונטיים לעבד מידע בצורה שונה מהותית מביטים בינאריים ועשויה לחולל מהפכה בעתיד הטכנולוגיה.

סופרפוזיציה, דוגמה בעזרת מטבע

בואו נבחן את מושג הסופרפוזיציה באמצעות דוגמה יומיומית. כאשר אתם מטילים מטבע, הוא יכול להראות "עץ" או "פלי". אבל כשהמטבע מסתובב באוויר, באיזה מצב תגידו שהוא נמצא? האם זה עץ או פלי? בזמן שהוא מסתובב באוויר, אפשר לטעון שהוא גם עץ וגם פלי, נכון?

באופן דומה, קיוביט יכול להתקיים בו זמנית במצבי 0 ו-1. במחשב קוונטי, מערכת של קיוביטים מרובים יכולה להחזיק בו זמנית במספר מצבים, מה שמאפשר למחשב הקוונטי לעבד פתרונות רבים במקביל, משהו שמחשב קלאסי אינו יכול לעשות. היכולת הזו מאפשרת למחשבים קוונטיים לפתור בעיות במהירות רבה יותר ממחשבים קלאסיים.

שזירה קוונטית (Entanglement)

הקסם של המחשבים הקוונטיים לא מסתיים בקיוביטים ובמצבים המרובים שלהם. המצבים המרובים של מספר קיוביטים יכולים להיות מקֻשָּׁרִים זה לזה, או בשפת מכניקת הקוונטים, הם שזורים (entangled) זה בזה.

קיוביטים שזורים פועלים באופן שבו הפעולות של קיוביט אחד יכולות להשפיע על קיוביטים אחרים, לא משנה עד כמה הם רחוקים, וכן יכולים להשפיע על המערכת כולה. זה מאפשר כוח חישוב גבוה משמעותית, משהו שמחשבים קלאסיים אינם יכולים להשיג. קיוביטים שזורים מתפקדים בצורה חלקה הודות לשזירה קוונטית (Quantum Entanglement).

המראה החיצוני והתקדמות

בנוסף, מחשב קוונטי לא נראה כמו מחשב או המחשב הנייד הרגילים שלכם. כאשר אתם נכנסים לחדר שבו נמצא מחשב קוונטי, מה שסביר להניח שתבחינו בו ראשון הוא מכונה גדולה ומורכבת למראה, בדומה לנברשת, עם חלקים מוזהבים, כסופים וכחולים. סביבה נמצא מבוך של חוטים, צינורות ורכיבים מורכבים אחרים. המערך כולו נראה כאילו נלקח מסרט מדע בדיוני. מחשבים קוונטיים קיימים בצורות שונות כבר כמה שנים. למעשה, חברות טכנולוגיה מסוימות כבר מחזיקות במחשבים קוונטיים פעילים המשמשים כמשאבים יקרי ערך לפיתוח תוכנה ושפות תכנות.

המחשב הקוונטי של גוגל

ההתקדמות המשמעותית ביותר במחשוב הקוונטי בשנים האחרונות התרחשה באוקטובר 2019, כאשר גוגל טענה שהיא השיגה עליונות קוונטית (Quantum Supremacy) באמצעות המחשב הקוונטי שלה. הדבר כלל שימוש במעבד הסיקמור (Sycamore) המיוחד שלהם לביצוע סוג ספציפי של חישוב בצורה מהירה ויעילה בהרבה ממחשב העל הקלאסי החזק ביותר. ההדגמה הזו של עליונות קוונטית אישרה את הרעיון שמחשבים קוונטיים אכן יכולים לעלות על מחשבים קלאסיים במשימות ספציפיות בצעדי ענק, ויכולים לבצע פעולות שמחשבים קלאסיים אינם יכולים לבצע. ההתקדמות הזו דחפה חברות אחרות, כגון מיקרוסופט, IBM, וכמה סטארט-אפים להגביר את המחקר הקוונטי שלהן בחיפוש אחר תוצאות גדולות אף יותר.

עתיד בלתי נתפס

לאחר שיתממש מלוא הפוטנציאל של מחשבים קוונטיים, הוא יבשר עולם של אפשרויות בלתי נתפסות באמת. למחשבים קוונטיים יש יכולות חישוב עצומות שישפרו מאוד את האינטליגנציה המלאכותית. לשירותי מחשוב ענן קוונטי יש פוטנציאל לחולל מהפכה בלמידת מכונה על ידי עיבוד כמויות נרחבות של נתונים וחישובים מורכבים במהירויות חסרות תקדים. בתחום אבטחת הסייבר, מחשבים קוונטיים יוכלו לשמור על הצפנת נתונים במהלך שימוש פעיל ולספק הגנה חזקה. הם גם עומדים לחולל מהפכה במחקר רפואי ותרופות, חיזוי מזג אוויר וטכנולוגיית סוללות רכב.

אף על פי שככל הנראה יעברו שנים רבות עד שמחשבים קוונטיים יהפכו למיינסטרים ויזכו לשימוש מסחרי רחב היקף, לא מוגזם לומר שמחשבים קוונטיים יהיו בסופו של דבר חזקים מספיק לא רק כדי לפתור בעיות מורכבות, אלא גם כדי לעזור לכם למצוא את הגרביים החסרות שלכם, לחזות את תוצאות הדייט הבא שלכם, ואולי אפילו להסביר מדוע נכנסתם למטבח רק ושכחתם מדוע נכנסתם לשם מלכתחילה.

 

בינה מלאכותית, הטכנולוגיות השונות

בינה מלאכותית, הסבר!

בינה מלאכותית, הטכנולוגיות השונות. תרגום תוכן, סרטון מערוץ היוטיוב © IBM Technology. הערוץ מספק תוכן חינוכי בנושאים הגדולים ביותר בטכנולוגיה.כאן תמצאו מידע בכל הקשור ל- AI, אוטומציה, אבטחת סייבר, מדעי נתונים, DevOps ומחשב קוונטי. המומחים של IBM יעזרו לכם לללמוד על מגמות חדשות, לקבל תובנות ולרכוש מיומנויות. הערוץ פועל בהתאם להנחיות המחשוב החברתי של IBM.

הסרטון הפעם על בינה מלאכותית, למידת מכונה, למידה עמוקה ובינה מלאכותית יוצרת. המנחה, ג'ף קרום (Jeff Crume) מסביר את ההבחנות בין הטכנולוגיות וכיצד הן התפתחו. ג'ף קרום הוא מהנדס בחברת יבמ, ממציא, מחבר, פרופסור משנה ואדריכל אבטחת סייבר.

ציר הזמן של בינה מלאכותית

ג'ף בוחן את ההתקדמות העדכנית ביותר ב-Generative AI. מודלים של שפות גדולות, צ'טבוטים וזיופים עמוקים. הסרטון מבהיר תפיסות שגויות נפוצות, מפשט מושגים מורכבים ודן בהשפעה של הטכנולוגיות על תחומים שונים.

ג'ף נותן סקירה כללית על בינה מלאכותית (AI), למידת מכונה (ML), למידה עמוקה (DL) ובינה מלאכותית יוצרת (Generative AI).

בינה מלאכותית (AI)

תחום רחב במדעי המחשב המתמקד בפיתוח מערכות שיכולות לבצע משימות הדורשות אינטליגנציה אנושית, כמו זיהוי דיבור, קבלת החלטות ופתרון בעיות.

למידת מכונה  (Machine Learning)

תת-תחום של AI, שבו מערכות לומדות ומשתפרות באופן אוטומטי באמצעות נתונים, ללא תכנות מפורש.

למידה עמוקה (Deep Learning)

תת-תחום של למידת מכונה, המשתמש ברשתות נוירונים עם שכבות רבות (רב-שכבתיות) כדי ללמוד ייצוגים מורכבים של נתונים, מה שמאפשר למערכות לבצע משימות כמו זיהוי תמונות ודיבור.

בינה מלאכותית יוצרת (Generative AI)

סוג של AI המשתמש במודלים גנרטיביים כדי ליצור תוכן חדש, כמו טקסט, תמונות או מוזיקה, על בסיס דוגמאות קיימות.

בתחילת הסרטון ג'ף מסביר את ההבדל בין בינה מלאכותית ללמידת מכונה. בינה מלאכותית היא תחום רחב יותר הכולל כל טכנולוגיה המחקה אינטליגנציה אנושית. שלמידת מכונה היא סוג של בינה מלאכותית שמשתמשת באלגוריתמים כדי ללמוד מנתונים ולשפר את ביצועיה.

בהמשך ג'ף מסביר את ההבדל בין למידת מכונה ללמידה עמוקה. למידה עמוקה היא סוג של למידת מכונה שמשתמשת ברשתות עצביות עמוקות כדי ללמוד מנתונים. רשתות עצביות עמוקות הן מודלים מתמטיים המורכבים משכבות רבות של נוירונים. כל שכבה לומדת תכונות שונות מהנתונים ויחד השכבות לומדות לייצג את הנתונים בצורה משמעותית.

הסרטון מסביר מהי בינה מלאכותית יוצרת שיכולה ליצור תוכן חדש כמו טקסט, תמונות ומוזיקה. הסרטון מדגיש את ההתקדמות הטכנולוגית בכל אחד מהתחומים הללו ואת השפעתם על חיינו. ג'ף נותן דוגמאות לשימושים של בינה מלאכותית בקטגוריות השונות. לדוגמה, בינה מלאכותית משמשת לזיהוי דיבור, תרגום שפות, נהיגה אוטונומית וניתוח תמונות.

תרגום הסרטון

בימים אלה כולם מדברים על בינה מלאכותית, או בקיצור AI. למידת מכונה היא נושא חם נוסף. האם אלה אותו דבר או שהם שונים? ואם כן, מהם ההבדלים ביניהם? ויש גם את תחום הלמידה העמוקה שנכנס לתמונה. למעשה, עשיתי סרטון על שלושת התחומים האלה: בינה מלאכותית, למידת מכונה ולמידה עמוקה והסברתי כיצד הם משתלבים זה בזה. היו הרבה תגובות על הסרטון הזה ואני רוצה להתייחס לכמה מהשאלות הנפוצות ביותר כדי שנוכל להפריך כמה מיתוסים ולפזר אי-הבנות בנושא.

מאז הסרטון ההוא קרה משהו נוסף – פרץ עצום של תחום הבינה המלאכותית היוצרת (Generative AI. נראה כאילו מודלים כמו מודלי שפה גדולים (Large Language Models).

וצ'אטבוטים כובשים את העולם, רואים אותם בכל מקום. מדובר בטכנולוגיה מרתקת.
ואז יש גם דברים כמו זיוף עמוק (Deepfakes). כל אלה נכללים בתוך תחום הבינה המלאכותית.

איך הן משתלבות זו בזו? כיצד הן קשורות?

בסרטון הזה, ננסה להסביר כיצד כל הטכנולוגיות האלה קשורות ואיך אנחנו יכולים להשתמש בהן.

בינה מלאכותית  (AI)

קודם כל, הערה קטנה – אני הולך לפשט חלק מהקונספטים. לכן, סליחה מראש למומחים בתחום. אבל ננסה להסביר זאת בצורה פשוטה, וזה יכלול כמה הכללות. נתחיל עם בינה מלאכותית. בינה מלאכותית היא למעשה ניסיון לדמות באמצעות מחשב משהו שיתאים או יעלה על האינטליגנציה האנושית.

מהי אינטליגנציה?

זה יכול להיות הרבה דברים שונים, אבל בדרך כלל אנחנו חושבים עליה כעל יכולת ללמוד ולהסיק מסקנות. וזה מה שאנחנו מנסים לעשות בתחום הרחב של בינה מלאכותית. אם נסתכל על ציר הזמן של הבינה המלאכותית, נראה שהיא התחילה להתפתח בערך בתקופה הזו. בימים ההם, התחום היה מאוד ראשוני, רוב האנשים אפילו לא שמעו עליו, והוא היה בעיקר נושא למחקר. כסטודנט לתואר ראשון, כבר עסקתי בעבודות בתחום הבינה המלאכותית. שפות התכנות שהשתמשנו בהן היו Lisp  ו-Prolog שהיו מעין מבשרות של מערכות מומחה(Expert Systems). במהלך שנות ה-80 וה-90, מערכות מומחה התחילו לצבור פופולריות. אבל כל זה היה לפני שהגענו לנושא הבא – למידת מכונה.

למידת מכונה  (Machine Learning)

למידת מכונה, כשמה כן היא – המכונה לומדת. אני לא צריך לתכנת אותה במפורש. אני מספק לה הרבה מידע והיא לומדת להבחין בדפוסים. לדוגמה, אם אני מראה לכם סדרה של מספרים ומבקש שתנבאו מה יבוא אחר כך, יהיה לכם קשה לחזות כי יש לכם מעט מידע.
אבל אם אוסיף עוד נתונים, תוכלו להתחיל לזהות את התבנית. למידת מכונה פועלת בדיוק כך – היא טובה מאוד בזיהוי דפוסים וגילוי חריגות.
למשל, בתחום הסייבר שבו אני עובד, אנחנו משתמשים בלמידת מכונה כדי לזהות פעילות חריגה של משתמשים, כגון שימוש לא רגיל במערכות או ניסיונות פריצה.

למידת מכונה הפכה לפופולרית בעיקר במהלך שנות ה-2010. כיום היא מהווה את הבסיס לטכנולוגיות רבות.

למידה עמוקה  (Deep Learning)

השלב הבא הוא למידה עמוקה שבה אנחנו משתמשים ב- רשתות נוירונים (רשת עצבית מלאכותית Networks (Neural.

הרשתות האלה מחקות את אופן הפעולה של המוח האנושי, לפחות עד כמה שאנחנו מבינים אותו.
הן נקראות "עמוקות" כי הן כוללות שכבות רבות של נוירונים מלאכותיים. למידה עמוקה מאפשרת לנו להגיע לרמות דיוק גבוהות מאוד במשימות כמו זיהוי תמונה ודיבור.

אבל יש כאן בעיה. לפעמים קשה להבין איך רשתות נוירונים מגיעות למסקנות שלהן.
בגלל המורכבות שלהן, לא תמיד אפשר לנתח בדיוק מדוע הרשת חזרה על תשובה מסוימת.
למרות זאת, מדובר באחת ההתפתחויות החשובות ביותר בתחום הבינה המלאכותית.

בינה מלאכותית יוצרת (Generative AI)

התחום החם ביותר היום הוא בינה מלאכותית יוצרת. מודלים גנרטיביים יוצרים תוכן חדש כמו טקסטים, תמונות ואפילו מוזיקה. דוגמה לכך היא מודלי שפה גדולים (Large Language Models), שמאפשרים למערכות לחזות מילים, משפטים ופסקאות שלמות.

יש כאלה שטוענים שבינה מלאכותית גנרטיבית לא באמת יוצרת תוכן חדש, אלא פשוט משכפלת מידע קיים. אבל אתן לכם אנלוגיה:
מוזיקה חדשה נוצרת מתווים שכבר קיימים. כך גם בינה מלאכותית יוצרת. היא מרכיבה צירופים חדשים של מידע קיים.

בנוסף, יש לנו מודלים של אודיו ווידאו, שמאפשרים יצירת Deepfakes – טכנולוגיה שיכולה לזייף קולות, פרצופים ווידאו כך שייראו אמיתיים לחלוטין.
למשל, אפשר לגרום למישהו להיראות כאילו אמר משהו שמעולם לא אמר. לטכנולוגיה הזו יש שימושים טובים כמו יצירת תוכן לאנשים עם מוגבלויות קוליות אבל גם סיכונים רבים כמו הפצת מידע כוזב.

לסיכום

בינה מלאכותית התחילה לאט ובמשך שנים זה היה משהו שנראה בעתיד בעוד 5, 10 שנים. אבל אז למידת מכונה ולמידה עמוקה התחילו לתפוס תאוצה. ולבסוף, מודלים גנרטיביים כמו ChatGPT הובילו להתפוצצות השימוש בבינה מלאכותית. היום אנחנו רואים את הבינה המלאכותית בכל מקום. הדבר החשוב הוא להבין איך להשתמש בה נכון, לנצל את היתרונות שלה ולהימנע מהסכנות.

לסרטוני 'הסבר פשוט' נוסםין עם כתוביות בעברית או תרגום תוכן לעברית לחצו על הקישור 

לעדכונים בנושא הבינה המלאכותית עם כתוביות בעברית או תרגום תוכן לעברית לחצו על הקישור חדשות AI

כדי להישאר מעודכנים בתכנים חדשים הצטרפו לדף הפייסבוק שלנו