量子計(jì)算機(jī)商業(yè)化前景逐漸明朗

    量子計(jì)算機(jī)的商業(yè)化前景正在逐漸明朗。谷歌和IBM在量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的角逐將進(jìn)一步推動(dòng)量子計(jì)算在人工智能等方面的應(yīng)用。

    IBM的雄心

    IBM近日宣布了量子計(jì)算機(jī)的商業(yè)化方案，希望更多研究人員能夠使用其在線(xiàn)量子計(jì)算系統(tǒng)。這臺(tái)量子計(jì)算機(jī)位于紐約，去年5月開(kāi)始投入運(yùn)行。未來(lái)，這臺(tái)量子計(jì)算機(jī)有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮用途，比如發(fā)現(xiàn)新材料和新藥物，以及讓人工智能變得更強(qiáng)大。

    已經(jīng)有超過(guò)4萬(wàn)用戶(hù)使用了IBM的這臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，并在上面運(yùn)行過(guò)27.5萬(wàn)個(gè)實(shí)驗(yàn)。IBM科學(xué)家JerryChow博士表示：“雖然這臺(tái)計(jì)算機(jī)目前的功能和普通的筆記本電腦好像沒(méi)有區(qū)別，但是這僅僅是量子計(jì)算機(jī)的第一步。”他還表示，近一年來(lái)的實(shí)驗(yàn)旨在建立一個(gè)用戶(hù)的生態(tài)系統(tǒng)，以根據(jù)用戶(hù)數(shù)據(jù)來(lái)確立將來(lái)如何定義軟件以及擴(kuò)大用戶(hù)群體。

    量子計(jì)算利用疊加的機(jī)制，使得量子比特同時(shí)能夠處于“0”或者“1”。而量子計(jì)算通過(guò)量子糾纏，讓比特可以互相影響介入，創(chuàng)造出更多不同的狀態(tài)。現(xiàn)在IBM的計(jì)算能力已經(jīng)能夠達(dá)到20量子比特，比最初的5量子比特有了大幅提升。

    IBM系統(tǒng)高級(jí)副總裁TomRosamilia表示：“傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的能力仍在不斷進(jìn)步提升，能夠加固目前商業(yè)和社會(huì)的方方面面，但是很多問(wèn)題已經(jīng)是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)法解決的，為了創(chuàng)造更為復(fù)雜和深度的知識(shí)體系，我們需要量子計(jì)算機(jī)。”

    美國(guó)薩里大學(xué)計(jì)算機(jī)教授AlanWoodward是IBM量子計(jì)算機(jī)的使用者之一，他認(rèn)為該計(jì)算機(jī)非常有前景。Woodward表示：“雖然目前量子計(jì)算機(jī)的功能還有很大限制，但是它能讓我們很多人獲取量子計(jì)算的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。”

    對(duì)計(jì)算能力需求的擴(kuò)展和增加也是量子計(jì)算機(jī)商業(yè)化的重要基礎(chǔ)。量子計(jì)算在特定的算法上擁有巨大潛力，尤其是在計(jì)算速度的提升方面。

    兩大巨頭的爭(zhēng)奪

    不過(guò)相比IBM的量子計(jì)算機(jī)，谷歌的DWave被更多科學(xué)家看好。中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)上海研究院副研究員張文卓表示：“實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的物理方案有很多種，互相競(jìng)爭(zhēng)，IBM和谷歌的系統(tǒng)不一樣，使用離子阱方案，無(wú)法擴(kuò)展到很大，相比之下谷歌使用的是超導(dǎo)電路方案，原則上可以無(wú)限制擴(kuò)展，這樣看來(lái)，谷歌投的方案前景更大。”

    3月3日，谷歌量子AI實(shí)驗(yàn)室三名科學(xué)家MasoudMohseni、PeterRead和HartmutNeven在《自然》雜志上發(fā)表文章指出：“量子計(jì)算領(lǐng)域即將迎來(lái)歷史性的里程碑——量子至上(quantumsupermacy)。雖然現(xiàn)在仍然不知道與應(yīng)用相關(guān)的算法是否能夠很快提升計(jì)算速度，但是只要量子計(jì)算的硬件，也就是量子計(jì)算機(jī)性能足夠強(qiáng)大，我們就能夠測(cè)試并且發(fā)展新的算法。”

    根據(jù)谷歌的定義，終極量子計(jì)算機(jī)將能夠容忍噪音和錯(cuò)誤，而且原則上能夠處理任何問(wèn)題。理論上講，它們需要更強(qiáng)大的處理器，能夠包容更多的量子比特，而且為了達(dá)到糾錯(cuò)功能，還需要機(jī)器冗余，不過(guò)要實(shí)現(xiàn)這樣的技術(shù)至少還要等上10年左右。

    對(duì)于量子計(jì)算機(jī)的商業(yè)化前景，谷歌表示：“對(duì)于量子計(jì)算的保守估計(jì)，投資者預(yù)計(jì)只能在長(zhǎng)期獲得回報(bào)。盡管如此，我們依然認(rèn)為，隨著小型的量子計(jì)算機(jī)會(huì)在5年內(nèi)逐漸興起，短期的回報(bào)仍然是有可能的，雖然這些設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全的糾錯(cuò)功能。”

    通常而言，一項(xiàng)新技術(shù)的商業(yè)化會(huì)通過(guò)三種方式：增加收入、減少成本和降低基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資。在數(shù)字時(shí)代，推出一項(xiàng)新科技的影響是會(huì)呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)的，即使是提高1%的生產(chǎn)力，也能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造出巨大的收益增長(zhǎng)，無(wú)論是從用戶(hù)數(shù)量還是收入的角度，這就是所謂的“光環(huán)效應(yīng)”(superstareffect)。不過(guò)，這需要以差距較小的競(jìng)爭(zhēng)、公開(kāi)透明和有效的市場(chǎng)為基礎(chǔ)。

    量子技術(shù)泰斗級(jí)人物、日內(nèi)瓦大學(xué)量子科學(xué)家NicolasGisin教授對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“在量子計(jì)算機(jī)的商業(yè)化進(jìn)程中，最初的采用者將會(huì)受到最大好處。受制于技術(shù)壁壘，后來(lái)進(jìn)入的參與者會(huì)難以達(dá)到同樣水平的技術(shù)產(chǎn)品和服務(wù)。”他表示，量子算法的程序非常難寫(xiě)，企業(yè)需要時(shí)間來(lái)定制新的算法。對(duì)于這種顛覆性技術(shù)敞開(kāi)大門(mén)的永遠(yuǎn)是信息密集的高度數(shù)字化的市場(chǎng)，而最先使用量子技術(shù)的也是對(duì)變量極度敏感的行業(yè)，比如金融服務(wù)業(yè)、健康醫(yī)療業(yè)、物流業(yè)和數(shù)據(jù)分析機(jī)構(gòu)。<