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AI自主完成3小时量子实验,牛津-多伦多大学团队将Agent用于科研

DeepTech深科技  · 公众号  · 科技媒体  · 2025-04-17 14:54

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再次,在曹舒翔等人所打造的知识库之中,包含了图片的多模态数据,他们还通过引入小样本学习,并使用多模态大模型针对实验数据进行解读。借此发现,很多实验很难仅仅通过自然语言来对实验成功与否进行精确描述。而该团队先给模型展示一些成功和失败的案例图片,再把采集到的数据转化为图片并让模型进行分析,借此极大提升了模型准确率。


总的来说,Agent 可以极大降低超导量子计算平台的实验成本,并能把科研人员从技术细节和工程细节中解放出来。同时,曹舒翔认为本次解决方案的适用范围非常广泛,不仅能用于量子计算,也能用于其他类型的科学研究,甚至能用于工业和服务业的复杂自动化场景中。


(来源: arXiv


据了解,曹舒翔本科毕业于浙江大学竺可桢学院,并在毕业后到牛津大学攻读博士。在此期间,由他联合创立的量子人工智能公司 Rahko 于 2022 年被美国生物技术公司 Odyssey Therapeutics 收购。曹舒翔目前在牛津大学从事博士后研究,主要研究 AI 在科研领域可能的运用场景。该研究的共同一作张子健来自加拿大多伦多大学的 Alan Aspuru-Guzik 课题组,他的研究专注于 AI Agent 的知识表示和人机交互。


曹舒翔表示,本次研究受到了早期 GPT Agent 工作 AutoGPT 的启发。最早的 AutoGPT 能在给定一个任务目标之后,一步一步地实现目标,并能使用搜索引擎和文件创建等简单的工具。


在本次研究之中,曹舒翔等人先是开展了一些预实验,比如让一些早期 Agent 直接控制量子计算设备。但是,实验效果却是差强人意,主要是因为模型无法了解他们的实验要求,只能照猫画虎地进行“看似有用实则无用”的操作。在曹舒翔等人看来,这其实就是模型在没有知识储备的情况下进行的“敷衍”。


后来,领域内的其他团队开始使用更复杂的检索增强生成(RAG,Retrieval-Augmented Generation)方法,来将具体场景的知识提供给模型,借此来增强模型的能力。


后来,曹舒翔等人调研了很多其他 Agent 的实现方法,借此提出一种适合该团队研究场景的解决方案。与此同时,他们提出一个针对实验知识进行整理和存储的方案,即通过撰写结构化文档的方式,不仅能让大模型进行快速索引并查找到相关内容,还能为人类进行分析和阅读。


通过以上方案,让模型拥有了使用量子实验设备的能力。在接下来的研究中 Agent 首先在模拟构建的量子计算设备测试环境中进行了进行交互,验证了准确性后在真实量子计算设备上进行了验证。


期间,该团队测试了很多方案。例如,在最早的方案之中他们并没有引入“状态机”,而是让模型直接生成长脚本并完成实验,但是他们发现,目前的模型还不足以直接完成这类复杂任务。


于是,他们通过引入更多的 Agent 并把任务加以细分,借此找到了每个功能的最佳实现方法,并将它们进行整合,进而在真实量子计算机上成功完成测试。


但是,测试中他们发现此前构建的系统稳定性欠佳,原因是大模型很难去解读实验数据。由于这些数据是模型完全没有见过的,因此通过语言描述很难进行准确区分。


为此,他们尝试了很多方法,包括直接分析文字数据、让模型自己写代码进行数据分析并解读分析结果等。最后,他们发现最稳定和最实用的方案是:使用小样本学习配合多模态的方式,来教会模型却解读数据。







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