谷歌DeepMind以进化式AI改写算法史,数学、芯片与数据中心优化全面革新。

一、核心突破:AI破解百年数学难题
1. 矩阵乘法颠覆56年纪录
AlphaEvolve提出仅需48次标量乘法的4×4复数矩阵乘法新算法,打破1969年Strassen算法维持的49次乘法纪录,成为该领域56年来首个重大突破。相较于谷歌前代专用工具AlphaTensor,AlphaEvolve作为通用智能体展现出更强的跨领域适应性。
2. 接吻数问题新解
在11维空间中,AlphaEvolve发现由593个外层球体组成的结构,刷新了“接吻数问题”(Kissing Number Problem)的下限纪录。这一困扰数学家300年的几何难题(核心是计算高维空间中球体最大相切数量)首次被AI实质性推进。
3. 开放问题解决能力
在数学分析、几何、组合学等领域的**50余项开放问题测试**中:
- 75%的情况下重新发现已知最优解
- 20%的问题中提出超越人类的最佳方案(如Erd?s最小重叠问题上界改进)。
二、技术架构:进化框架驱动算法创新
AlphaEvolve并非单一模型,而是Gemini与自动评估器结合的进化系统:
- 双模型协同:Gemini Flash快速生成海量候选算法,Gemini Pro深度优化关键逻辑;
- 达尔文式迭代:自动评估器对程序进行验证、运行与打分,通过进化框架筛选最优解并持续改进;
- 跨领域通用性:支持从数学证明到硬件描述语言(Verilog)的多样化任务,只需定义评估标准即可启动优化。
三、工业级应用:重构谷歌计算生态
1. 数据中心调度革命
为谷歌集群管理系统Borg设计的调度启发式算法,全局节省0.7%计算资源,相当于释放数千台服务器算力,已部署超一年。
2. TPU芯片设计优化
在下一代TPU的算术电路设计中,精准删除冗余逻辑位,通过功能验证后即将量产。此为Gemini首次直接贡献硬件设计。
3. AI训练自优化
- 将Gemini训练关键内核加速23%,整体训练时间缩短1%;
- 优化FlashAttention内核,实现32.5%加速,提升Transformer模型推理效率。
四、战略意义与行业影响
1. 自我进化闭环雏形
成果实际为一年前取得(2024年),当前实验室或已迭代出更先进版本。AI优化AI的“自举循环”可能加速技术奇点到来。
2. 科学研究的范式转移
数学家陶哲轩参与出题并获致谢,印证AI从“工具”升级为“合作者”。AlphaEvolve推动了一种新科研模式:人类定义问题边界,AI探索解空间。
3. 商业化竞争壁垒
谷歌通过延迟公开成果,优先内部部署(TPU/数据中心/Gemini训练),形成技术代差。竞争对手需重新评估通用AI智能体的战略价值。

结语:科学智能体的新纪元
AlphaEvolve标志着AI从“解决已知问题”迈向“发现未知解法”。其进化框架不仅改写了数学史,更正在重构从芯片到云计算的底层逻辑。随着谷歌逐步开放学术访问(官网已开放申请),这一通用科学智能体或将成为基础创新的新引擎。
当Strassen算法被打破、牛顿讨论过的问题被推进时,人类或许正在见证:科学探索的主语,正从“我们”变为“它们”。
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