Sử dụng AlphaCode để giải bài toán thuật toán – ChatGPT có làm được không?

Trong bài viết này, chúng ta sẽ đào sâu vào sự khác biệt giữa AlphaCode – công nghệ AI do DeepMind phát triển để giải bài toán lập trình thuật toán – và ChatGPT – mô hình ngôn ngữ đa năng của OpenAI. Liệu tài khoản ChatGPT Plus có đủ khả năng để cạnh tranh với AlphaCode trong những tình huống đòi hỏi tư duy thuật toán? Hãy cùng khám phá.

1. Bài toán thuật toán và thách thức đối với AI

Bài toán thuật toán là những bài toán yêu cầu người giải phải xác định được một quy trình hoặc chuỗi các bước hợp lý để giải quyết vấn đề. Đây thường là loại bài toán xuất hiện trong các kỳ thi lập trình, các nền tảng như Codeforces, LeetCode, AtCoder hay HackerRank.

Khác với việc viết các chức năng phần mềm thông thường, giải bài toán thuật toán đòi hỏi:

• Hiểu đề bài từ ngôn ngữ tự nhiên.

• Lựa chọn thuật toán phù hợp (quy hoạch động, tìm kiếm nhị phân, đồ thị...).

• Viết mã đúng cú pháp và logic.

• Đảm bảo chạy đúng với mọi test case, bao gồm các trường hợp biên.

• Tối ưu hiệu suất về thời gian và bộ nhớ.

Chính vì độ phức tạp cao, việc giải thuật toán được xem là một trong những thử thách lớn nhất với các mô hình AI hiện nay.

2. AlphaCode – AI chuyên biệt cho lập trình cạnh tranh

AlphaCode là mô hình trí tuệ nhân tạo được phát triển bởi DeepMind – công ty con của Alphabet (Google). Ra mắt vào năm 2022, AlphaCode gây ấn tượng mạnh khi có thể giải các bài toán lập trình ở trình độ tương đương với lập trình viên thuộc top 50% trên nền tảng thi đấu Codeforces.

AlphaCode không giống các AI thông thường. Thay vì chỉ tạo một lời giải duy nhất, AlphaCode sinh ra hàng nghìn đoạn mã khác nhau cho mỗi bài toán. Sau đó, hệ thống này sẽ:

• Chạy từng lời giải trên các bộ test case.

• Loại bỏ những phương án sai hoặc không tối ưu.

• Giữ lại những lời giải đúng và hiệu quả nhất.

Điểm mạnh lớn nhất của AlphaCode chính là khả năng thử nghiệm hàng loạt, đánh giá, chọn lọc và tối ưu mã – điều mà con người khó có thể thực hiện ở cùng một quy mô trong thời gian ngắn.

3. ChatGPT – Trợ lý AI toàn năng nhưng không chuyên biệt

ChatGPT là mô hình ngôn ngữ đa năng, được phát triển bởi OpenAI, với khả năng giao tiếp tự nhiên, hỗ trợ lập trình, viết nội dung, phân tích và tạo văn bản. Trong lĩnh vực lập trình, ChatGPT có thể:

• Viết mã nguồn theo yêu cầu.

• Giải thích thuật toán.

• Hướng dẫn từng bước giải một bài toán.

• Gợi ý sửa lỗi hoặc tối ưu mã.

• Tạo các đoạn code phụ trợ như giao diện, xử lý nhập xuất.

Tuy nhiên, ChatGPT không được huấn luyện chuyên sâu vào các bài toán lập trình cạnh tranh. Khi giải bài toán thuật toán, ChatGPT sẽ dựa vào kiến thức xác suất học được từ dữ liệu để sinh ra một phương án giải duy nhất. Điều đó có nghĩa là:

• ChatGPT không có khả năng kiểm tra mã thông qua test case.

• Không thể sinh nhiều phương án để chọn lọc.

• Không tự đánh giá được lời giải có tối ưu hay không nếu không có sự can thiệp của người dùng.

ChatGPT vẫn là một công cụ cực kỳ hữu ích, đặc biệt với người học lập trình, nhưng không thể sánh được với AlphaCode trong môi trường đòi hỏi độ chính xác và tính cạnh tranh cao.

4. So sánh khả năng giải bài toán thuật toán: AlphaCode vs ChatGPT

Khi đặt hai công cụ này lên bàn cân trong bối cảnh giải bài toán thuật toán, sự khác biệt sẽ trở nên rất rõ ràng:

Từ bảng so sánh, có thể thấy rằng AlphaCode vượt trội hơn trong việc giải bài toán phức tạp, trong khi ChatGPT phù hợp hơn cho mục đích học tập, hỗ trợ và sinh mã đơn giản.

5. Thử nghiệm thực tế: Cùng giải một bài toán thuật toán

Ví dụ một bài toán từ Codeforces:

“Cho mảng gồm n số nguyên. Tìm đoạn con liên tiếp có tổng lớn nhất mà không vượt quá một số nguyên k.”

Đây là dạng bài toán phổ biến nhưng không dễ vì có thể có nhiều trường hợp biên, đòi hỏi phải tối ưu hóa.

• AlphaCode sẽ sinh ra hàng trăm đến hàng nghìn lời giải: từ brute force, sliding window, prefix sum, đến segment tree... Sau đó tự động kiểm thử và chọn ra phương án đúng nhất, tối ưu nhất.

• ChatGPT sẽ đưa ra một cách giải duy nhất, thường là sliding window hoặc prefix sum nếu được gợi ý đúng. Tuy nhiên, ChatGPT sẽ không kiểm tra test case hoặc đảm bảo rằng lời giải đúng trong mọi trường hợp – điều đó phụ thuộc hoàn toàn vào người sử dụng.

Điều này cho thấy rõ ràng, ChatGPT có thể giải được bài toán, nhưng độ tin cậy thấp hơn so với AlphaCode trong các môi trường đòi hỏi sự chính xác tuyệt đối.

6. ChatGPT có thay thế được AlphaCode?

Câu trả lời là: Không hoàn toàn.

ChatGPT rất mạnh trong việc hiểu ngôn ngữ tự nhiên, giải thích vấn đề, tạo đoạn mã theo yêu cầu và hỗ trợ học thuật. Nhưng trong môi trường lập trình cạnh tranh, ChatGPT còn thiếu:

• Khả năng kiểm tra tự động.

• Cơ chế sinh và chọn lọc lời giải tối ưu.

• Độ chính xác trong bài toán có ràng buộc chặt chẽ.

Trong khi đó, AlphaCode lại chuyên biệt cho các bài toán thuật toán khó, có thể “cạnh tranh” với con người trong kỳ thi thật sự.

Tuy nhiên, ChatGPT có thể kết hợp với AlphaCode để tăng hiệu quả, chẳng hạn:

• ChatGPT giải thích đề bài, hỗ trợ tư duy hướng giải.

• AlphaCode sinh ra lời giải chính xác và tối ưu.

7. Tương lai: Kết hợp sức mạnh của cả hai?

Tưởng tượng một mô hình AI mới có thể:

• Hiểu đề bài như ChatGPT.

• Giao tiếp, giải thích như giáo viên.

• Sinh hàng trăm lời giải như AlphaCode.

• Kiểm tra test case, lọc ra kết quả tốt nhất.

Sự kết hợp giữa hiểu biết ngôn ngữ và khả năng tư duy thuật toán máy tính có thể tạo ra một trợ lý AI vượt xa khả năng hiện tại. Trong tương lai gần, việc tích hợp ChatGPT và AlphaCode trong một nền tảng lập trình toàn diện có thể không còn là điều quá xa vời.

Cả AlphaCode và ChatGPT đều là những bước tiến lớn trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo áp dụng vào lập trình. Tuy nhiên, mỗi công cụ có thế mạnh riêng:

• AlphaCode là lựa chọn số 1 cho các bài toán thuật toán phức tạp, nơi yêu cầu tính chính xác và tối ưu hóa cao.

• ChatGPT phù hợp với những ai muốn học lập trình, cần trợ giúp nhanh chóng hoặc muốn hiểu rõ hơn về cách giải bài toán.

Nếu biết tận dụng đúng điểm mạnh của từng công cụ, người dùng có thể nâng cao hiệu suất học tập và làm việc, đồng thời khám phá ra những giới hạn mới trong lĩnh vực lập trình kết hợp AI.