Google Research 在 2024 年取得了显著的突破,这些成果在计算、人类、社会和全球等多个层面产生了深远影响,旨在应对当今时代最重大的挑战和科学问题。
在量子计算领域,Google Research 取得了巨大进展,推出了新的量子芯片 Willow,其性能达到了行业领先水平,能够在不到五分钟的时间内完成一项基准计算,而当今最快的超级计算机则需要 10 的 25 次方年才能完成。Willow 还能够随着量子比特数量的增加而指数级地减少错误,这一成果解决了量子计算中最大的工程挑战之一。此外,Google Research 还引入了基于神经网络的解码器 AlphaQubit,能够以行业领先的准确性识别错误。
在机器学习基础方面,Google Research 通过创新技术提高了大型语言模型(LLM)的效率,这些技术已广泛应用于 Google 产品并被整个行业采用。例如,通过级联方法利用小型模型进行“简单”输出,以及新颖的并行解码算法,可将输出生成速度提高约 2 至 3 倍,同时不影响质量。此外,Google Research 还设计了三种新的注意力机制,以解决语言模型部署中的计算挑战和瓶颈,提高模型质量。
在数据和隐私研究方面,Google Research 发布了多种数据集,如 Croissant,这是一种专为机器学习数据需求设计的元数据格式。同时,Google Research 在差分隐私模型训练方面做出了重要贡献,提出了更高效的训练算法和新的审计方法,并开源了这些方法供社区使用。
在优化领域,Google Research 引入了 PDLP,这是一种线性规划(LP)求解器,它需要的内存更少,与现代计算技术更兼容,并显著提升了 LP 求解能力。PDLP 获得了著名的 Beale — Orchard-Hays 奖,并作为 Google 开源的 OR-Tools 的一部分提供。
在游戏领域,Google Research 的 GameNGen 模型 展示了如何使用神经模型实时、高质量地模拟复杂视频游戏。在广告领域,Google Research 与广告团队合作推出了搜索中的 AI 概览广告,以在 Google 的生成式 AI 体验中展示更相关的企业、产品和服务。
在语言模型的可信度方面,Google Research 通过训练模型依赖源文档进行总结,以及将结构化数据与 LLM 结合来提高检索增强生成质量,从而提高了 AI 生成内容的质量。此外,Google Research 还与 Google DeepMind 和 Kaggle 合作推出了 FACTS Grounding Leaderboard,为更全面的基准测试提供了一个平台。
在多模态生成 AI 方面,Google Research 引入了
Time-Aligned Captions 框架,可以使用文本描述生成视觉上一致的多场景视频。此外,Google Research 还训练了一个统一模型,通过注意力热图预测人类对多样化视觉内容的丰富反馈,以改进图像生成。
在个性化医疗和教育方面,Google Research 推出了 LearnLM,这是一系列针对学习进行微调的模型,能够根据学习者的需求和目标动态调整,使学习更加吸引人和个性化。在医疗领域,Google Research 的 MedLM 和 Google Cloud Platform 上的 Search for Healthcare 通过结合 Gemini 的多模态和推理能力以及对去标识化医疗数据的训练,帮助实现高质量、个性化护理的普及。
在科学和全球挑战的规模化解决方案方面,Google Research 利用从数百万部 Android 手机收集的聚合传感器测量数据绘制了电离层地图,这一成果发表在《自然》杂志上,能够将 GPS 定位精度提高数米,并为科学家提供了在监测站较少的地区对电离层的前所未有的详细信息。此外,Google Research 还推出了 NeuralGCM,这是一个能够比现有物理模型更快、更准确地模拟地球大气的模型。
在应对自然灾害方面,Google Research 开发了 AI 基础的水文模型,能够在数据稀缺的地区(如非洲)预测河流洪水,为生活在 100 个国家的 7 亿多人提供服务,提前 7 天预警洪水。此外,Google Research 还扩大了其野火边界追踪器的覆盖范围,涵盖 22 个国家,并发布了 Firebench 数据集,以促进该领域的研究。
Google Research 的工作不仅在技术上取得了突破,还通过与全球的研究生态系统合作,包括发布数据集、开源模型、与大学和组织合作以及参与研究会议等方式,共同推动了科学的进步。通过这些合作,Google Research 能够将前沿研究与现实世界的应用相结合,确保其研究符合最高的科学标准,并对社会产生积极影响。
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