DeepMind подобри алгоритмите за сортиране на данни, използвани в библиотеката на програмния език C++

Британската компания за изследвания и разработки в областта на изкуствения интелект DeepMind е известна със създаването на системата за изкуствен интелект AlphaZero, която може да се обучава да играе настолни игри като шах, го и шоги без човешко ръководство. AlphaZero използва метод на обучение чрез подсилване, при който системата за изкуствен интелект се учи от своя опит, като получава награда или наказание за своите действия.

Сега DeepMind прилага този метод към друга задача: създаване на алгоритми за сортиране на данни. Сортирането е важна и често срещана задача в компютърните науки, която е в основата на много приложения – от бази данни до търсачки. Ефективността на сортирането влияе върху производителността и качеството на изчисленията. Въпреки десетилетията на изследвания в областта на разработването и оптимизирането на алгоритмите за сортиране, по-нататъшните подобрения се оказаха непостижими както за човешките експерти, така и за изчислителните методи. Но сега изкуственият интелект е в състояние да преодолее тази бариера и да открие нови алгоритми.

В статия, публикувана в Nature, екип от учени от DeepMind представя нова AI система с име AlphaDev. Те й поставиха задачата да намери най-добрия алгоритъм за сортиране под формата на игра за един геймър, в която изкуственият интелект трябва да генерира последователности от команди на асемблер, за да сортира масиви с различна дължина и тип на данните. Целта на играта е да се сведе до минимум времето за изпълнение на алгоритъма върху реален процесор.

За да реши този проблем, изкуственият интелект е използвал учене с подсилване, което дава възможност за учене въз основа на неговия опит и получената награда. ИИ не е имал познания за съществуващите алгоритми за сортиране и за общите принципи на програмирането. Той започнал с произволни команди и постепенно подобрявал алгоритмите си, като получавал обратна информация от процесора за времето на изпълнение.

С помощта на тези методи AlphaDev създаде алгоритми за сортиране на данни, които работят до три пъти по-бързо от създадените от човека алгоритми. Тези алгоритми са транслирани от асемблер на C++ и са включени в официалната библиотека на езика C++, която се използва в популярния пакет компилатори LLVM. Това е първият случай, в който алгоритъм, създаден с помощта на изкуствен интелект, е включен в тази библиотека.